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PARTIE 1

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BASSIN RHÔNE-MEDITERRANÉE-CORSE

GUIDE TECHNIQUE N°7
POLLUTION TOXIQUE
ET ÉCOTOXICOLOGIE :
notions de base
Novembre 2002

RHONE MEDITERRANEE CORSE

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GUIDE TECHNIQUE N°7
Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Conception et rédaction : Agence de l'Eau Rhône-Méditerranée-Corse :
Claire BOUCHESEICHE
Étienne CREMILLE
■ Thomas PELTE
■ Katy POJER



Avec l’aimable collaboration de :
Jean-Claude DAUMAS (Vice-Président du Comité de Bassin Rhône-Méditerranée-Corse)
Jacques PULOU (Membre du Bureau du Comité de Bassin Rhône-Méditerranée-Corse)
■ Patrick JEAMBAR (Membre du Conseil d’Administration de l’Agence de l’Eau)
■ Michel LASSUS (Membre du Conseil d’Administration de l’Agence de l’Eau)
■ Claude ALZIEU (Membre du Conseil Scientifique du Comité de Bassin)
■ Pascal ISNARD (Membre du Conseil Scientifique du Comité de Bassin)
■ Cyril BOURG (DIREN Rhône-Alpes)
■ Marc MAISONNY (DRASS Rhône-Alpes)
■ Pascal SIMONIN (DRIRE Rhône-Alpes)
■ Éric THYBAUD (INERIS Direction des Risques Chroniques)





Mise en page et illustrations : Elisa MORGAND

■ Crédits photos : C. CHIRAT (AERMC), F. JANISSET, R. LENGEREAU, D. NOURY
(AERMC) D. RICOL, , SAGE BOURBRE.
■ Nous remercions toutes les personnes de l’Agence de l’Eau Rhône-Méditerranée-Corse
qui ont contribué à la réalisation de ce guide technique :
Michel BONNEFILLE, Laurent CADILHAC, Philippe CLAPE, Philippe DUPONT, Muriel DUPUY,

Yannick GALVIN, Chantal GRAILLE, Arthur IWEMA, Claude LASCOMBE, Anne-Marie LEVRAUT,
Jean-Louis MERCIER, Paul MICHELET, Bernard MICHELLON,Valérie PANDINI, Jean PEYTAVIN,
Martin PIGNON,Virginie RETHORE, Jean RIGAUD,Thierry SILVESTRE, Marc VEROT.

Guide technique numéro 7

PARTIE 1

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PARTIE 1

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SOMMAIRE
Préambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Abréviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

PARTIE 1 .

Les toxiques : qu'est ce que c'est ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7


Définition et origine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7



Les différents micropolluants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Les métaux et métalloïdes (micropolluants minéraux) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Les micropolluants organiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Les radioéléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13



Mode de contamination des milieux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Eaux superficielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Eaux souterraines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

PARTIE 2 .

Qu'est ce que l'écotoxicologie : notions de base . . . . . . . . . . . . . . . . . .17


Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17



Notions de danger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18



Notions d'exposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
La biodisponibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
La dégradation et la biodégradation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
La bioaccumulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23



PARTIE 3 .

Quels sont les outils de connaissance de la pollution toxique . . . . . .27


Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Notions de risque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Comment mesure-t-on la pollution toxique ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Le suivi de la pollution toxique dans les rejets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Le suivi dans le milieu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29



Comment mesure-t-on les effets ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Les bio-essais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Les biomarqueurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Les bioindicateurs écologiques de toxicité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35



PARTIE 4 .

Des outils complémentaires pour une information cohérente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

La prise en compte des toxiques par la réglementation . . . . . . . . . . .41


Rappel des principales réglementations sectorielles concernant la pollution toxique . . . . .42
Les rejets industriels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Les rejets des stations d'épuration urbaines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

2

Les déchets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Les sites et sols pollués ou potentiellement pollués . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Les rejets radioactifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47


Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
des Eaux Rhône-Méditerranée-Corse (SDAGE)



Directive Cadre et substances prioritaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

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PARTIE 5 .

PARTIE 6 .

La pollution toxique dans le bassin Rhône-Méditerranée-Corse . . .53


Pollution toxique d'origine industrielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53



Pollution toxique d'origine domestique (stations d'épuration), . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
pertes des réseaux, rejets non collectés, boues



Pollution toxique d'origine agricole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55



Niveau de contamination des milieux aquatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56

Exemples et perspectives sur le bassin Rhône-Méditerranée-Corse . .59


Des moyens de réduction des rejets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Modification des procédés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Récupération et valorisation des produits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Traitement des effluents des procédés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60



Des moyens de prévention et de lutte pour les eaux souterraines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Les moyens préventifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Les moyens curatifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61



SPIRAL-eau : groupe de travail pour une réduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
des rejets toxiques dans l’agglomération lyonnaise



Exemple du protocole de réduction des pollutions métalliques dans la Bienne . . . . . . . . . .64



Projet de réduction des rejets industriels toxiques de la Bourbre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68



État des lieux de la concentration radioactive des effluents des stations d'épuration . . . . .70
urbaines auxquelles sont raccordés des hôpitaux pratiquant la médecine nucléaire



Opération pressings propres en Languedoc-Roussillon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71



Plan d’action contre la pollution des eaux par les pesticides : les rivières du Beaujolais . . .72

Conclusion
Glossaire

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
Guide technique numéro 7

PARTIE 1

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PRÉAMBULE
Les enjeux environnementaux et sanitaires liés aux pollutions toxiques dans les milieux aquatiques sont au cœur de nombreux débats de société et la prise de conscience de la nécessité de
réduire la pollution toxique est de plus en plus importante.
En effet, les polluants toxiques ont des impacts non seulement sur l'environnement,
mais aussi sur la santé humaine, avec des conséquences économiques non négligeables.
La pollution peut avoir des effets irréversibles sur les écosystèmes comme la disparition
d'espèces, la contamination de la chaîne trophique….
Outre l'aspect patrimonial (appauvrissement de la diversité biologique), les conséquences sanitaires peuvent être importantes, voire même mortelles. Dans les années 1950/1960, au
Japon, une pollution au cadmium dans les rizières a déclenché de nombreux troubles rénaux et
osseux, entraînant une importante mortalité dans les populations de ces régions.
Enfin, les coûts économiques de la dépollution sont importants (construction de stations
d'épuration pour les industries, mise au point de nouveaux procédés, décontamination de sites et
sols pollués...). Ces coûts peuvent aussi être indirects en empêchant des usages de l'eau, comme
la production d'eau potable, ou en bloquant le fonctionnement de stations d'épuration urbaines...
Enfin, les coûts liés à la santé humaine ne sont pas non plus négligeables.
La réglementation reflète bien les exigences citoyennes sur ce sujet, en affichant des objectifs
ambitieux de protection ou de restauration des milieux aquatiques vis-à-vis des pollutions
toxiques (loi sur l’eau relayée par le SDAGE, Directives Européennes, procédures d’homologation
des substances synthétiques,…).

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Les programmes d’action engagés pour lutter contre ces pollutions toxiques suivent une
démarche cohérente qui passe par une phase de diagnostic, de définition des objectifs, de mise en
œuvre des actions et de suivi de leur efficacité.

4

Ces différentes étapes impliquent de nombreux acteurs (services de l’Etat, collectivités, établissements publics, scientifiques, entreprises, usagers), lesquels interviennent soit sur les aspects
techniques, soit sur les aspects stratégiques, en s’appuyant sur une large gamme d’outils.
L'objet de ce document est d'apporter des éléments de base à la compréhension des problèmes
de pollution toxiques.
Il présente tout d'abord les propriétés des polluants toxiques les plus fréquemment rencontrés.
Puis, les notions de base de l’appréciation de l'effet perturbateur de ces toxiques sur les milieux
(notion d’écotoxicité) sont exposées.
ll est proposé ensuite un tour d’horizon des outils de connaissance relatifs à la pollution
toxique, lesquels permettent de dresser les diagnostics, préciser les objectifs d’action et suivre
l’évolution des milieux.
Un rappel de la réglementation actuelle, une présentation de la Directive Cadre Européenne
et des préconisations du Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux Rhône Méditerranée - Corse (SDAGE) viennent compléter ces informations.

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Enfin, quelques exemples de programmes de lutte contre les pollutions toxiques
menés dans le bassin Rhône-Méditerranée-Corse sont présentés dans ce document. Ils peuvent
être des guides ou des repères pour le lancement d'actions de lutte contre la pollution toxique
sur des problématiques similaires.
Ce guide est donc un document technique s'adressant à des personnes ayant besoin de repères
pour aborder l'étude de pollutions toxiques et savoir quels outils utiliser.
Il a vocation à être actualisé au fur et à mesure de l'amélioration des connaissances et de la poursuite des actions de lutte contre la pollution toxique.

Il est précisé en préambule que ce document ne fera qu’évoquer à la marge les enjeux liés à la
santé humaine tant sur les outils de connaissance que sur la réglementation et les actions. Cet
aspect de la pollution toxique est généralement abordé d’une manière particulière, basée sur les principes de précaution et de protection des populations humaines.
Cet aspect ne sera abordé dans ce document qu’au travers des normes et objectifs qui sont fixés
(norme eau potable, émissions, alimentation,…) et impactent directement la manière de gérer les
pollutions toxiques.
La réflexion sur les enjeux en tant que tels est particulièrement complexe et va bien au delà des propos du présent document.

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5

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ABRÉVIATIONS
131

I
U
ACRO
ANDRA
BCF
Bq
Bq/kg
Bq/l
Cd
CE5O
CI 50
CL 50
Cr
CRIIRAD
Cu
DBO
DCE
DCO
DIREN
DL 50
DRIRE
DTQD
EROD
Gy
HAP
Hg
ICPE
INRS
IOBS
IRSN
KOW
MATE
MEED
MES
METOX
MI
MO
NF
Ni
NOEC
Pb
PCB
PEC
PICT
PME
PMI
PNEC
RNB
RMC
SAGE
SDAGE
SEQ
SEQ eau
SIVOM
STEP
Sv
Zn

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

238

6

Iode 131 :
Uranium 238
Association pour le Contrôle de la Radioactivité dans l'Ouest
Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs
Facteur de bioconcentration (Bioconcentration factor)
Bequerel
Bequerel / kilogramme
Bequerel / litre
Cadmium
Concentration Efficace sur 50 % du peuplement
Concentration d'Inhibition sur 50 % du peuplement
Concentration Létale sur 50 % du peuplement
Chrome
Commission de Recherche et d'Information Indépendante sur la Radioactivité
Cuivre
Demande Biochimique en Oxygène
Directive Cadre sur l’Eau
Demande Chimique en Oxygène
Direction Régionale de l’Environnement
Dose Létale sur 50% du peuplement
Direction Régionale de l’Industrie de la Recherche et de l’Environnement
Déchets Toxiques en Quantités Dispersés
7-éthoxy-résorufine-O-dééthylase
Gray
Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques
Mercure
Installations Classées pour la Protection de l'Environnement
Institut National de Recherche et de Sécurité
Indice Oligochète de Bioindication des Sédiments
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire
Coefficient de partage octanol/eau (Koeficient Octanol Water)
Ministère de l’Aménagement du Territoire et de l’Environnement
Ministère de l’Environnement et du Développement Durable
Matière En Suspension
Métaux Toxiques
Matières Inhibitrices
Matières Oxydables
Norme Française
Nickel
Concentration sans effet observé (No Observed Effect Concentration)
Plomb
Polychlorobiphényle
Concentration Prévisible dans l'Environnement (Predictive Environmental Concentration)
Pollution Induced Community Tolerance
Petite et Moyenne Entreprise
Petite et Moyenne Industrie
Concentration Prévisible sans Effet sur l'Environnement (Predictive Non Effect Concentration)
Réseau National de Bassin
Rhône Méditerranée Corse
Schéma d’Aménagement et de Gestion des Eaux
Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux
Système d'Evaluation de la Qualité
Système d’Evaluation de la Qualité de l’Eau
Syndicat à Vocation Multiple
Station d’Épuration
Sievert
Zinc

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PARTIE 1

Les toxiques :
qu’est-ce-que c’est ?
1

. Définition et origine
Substances naturelles ou de synthèse, que l'homme introduit dans un biotope donné et dont elles
étaient absentes ou encore dont il modifie et augmente les teneurs lorsqu'elles sont spontanément présentes. Ces substances présentent une nocivité pour les êtres vivants en provoquant une
intoxication des organismes affectés en perturbant telle ou telle fonction et pouvant entraîner la
mort. (Extrait du dictionnaire encyclopédique des pollutions – F. RAMADE).
La pollution toxique de l'eau a plusieurs origines : elle peut provenir des rejets ponctuels (industries, stations d'épuration urbaines,...), de rejets ponctuels dispersés (DTQD : déchets toxiques
en quantités dispersés : rejets de nombreuses PMI, PME, artisans...) et/ou de rejets diffus moins
bien connus (épandage de pesticides en agriculture, retombées de micropolluants émis dans l'atmosphère, lessivages des voies routières et autoroutières,...). On dénombre environ cent mille
molécules chimiques commercialisées sous plus d'un million de formes différentes.Toutes ne sont
pas toxiques, mais leurs produits de dégradation peuvent l'être.

2

. Les différents micropolluants
Les substances présentées ci-dessous peuvent être présentes dans le milieu naturel et dans les
rejets sous plusieurs formes :
■ dissoutes dans l'eau,
■ adsorbées sur les matières en suspension et/ou les sédiments,
■ accumulées dans les tissus des organismes aquatiques animaux ou végétaux.

2.1g Les métaux et métalloïdes (micropolluants minéraux)
Ce paragraphe n'a pas pour vocation d'être exhaustif, mais de donner quelques repères sur les
métaux les plus fréquemment rencontrés et leurs origines.
Les caractéristiques des micropolluants métalliques sont généralement les suivantes :
■ pas biodégradables (dégradation par des organismes vivants) - (Cf. § 3.2 p.21)
■ toxiques cumulatifs (accumulation dans les tissus des organismes vivants) - (Cf. § 3.3 p.23)
■ toxiques quand ils sont présents en grande quantité, mais, pour nombre d'entre eux, indispensables à la vie en petite quantité (oligo-éléments).
Il faut préciser qu'il existe 2 catégories de métaux : ceux qui sont indispensables à la vie, comme
le cuivre dont la carence, aussi bien que l'excès, peut provoquer des maladies, et ceux qui ne le
sont pas comme le cadmium, qu'il faut éviter.

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PARTIE 1 .

Les toxiques : qu’est-ce-que c’est ?

Généralement, lorsque l'on recherche des micropolluants minéraux dans le milieu et dans les
rejets, ce sont l'arsenic, le cadmium, le chrome, le cuivre, le mercure, le nickel, le plomb et le zinc
qui sont analysés. Ce sont, en effet, les 8 métaux identifiés dans la circulaire n° 90-55 du 18 mai
1990, comme «substances toxiques dont les rejets doivent être réduits entre 1985 et 1995 d'au
moins 50%».
La présence de métaux dans le milieu est d'origine naturelle, du fait de la nature géochimique des
terrains drainés par les cours d’eau ou l’aquifère. C'est le fond géochimique qui explique dans ce
cas les teneurs observées, notamment dans les sédiments.
Les activités anthropiques peuvent conduire à une augmentation de ces concentrations naturelles.

Drapage cuves

■ L'arsenic (As) est un constituant naturel de la croûte terrestre. L’arsenic contenu dans les
fonds géochimiques représente une des principales sources de contamination des cours d’eau et
des eaux souterraines, mais il peut également pénétrer dans l’environnement par des processus
d’origine anthropique. Il est essentiellement utilisé en métallurgie, tannerie, coloration des verres
et céramiques, dans la fabrication de pesticides et pour la conservation du bois.
La toxicité de l'arsenic dépend essentiellement de sa forme chimique : ses composés minéraux
sont plus toxiques que ses composés organiques.
Il est classé comme «substance très toxique pour l'environnement aquatique» par
l'arrêté du 02/02/1998 relatif aux installations classées.
■ Le cadmium (Cd) est un métal lourd peu répandu dans la croûte terrestre. Il ne se trouve
pas à l'état élémentaire dans la nature ; il est généralement présent dans des minerais de zinc ou
de plomb. Sa présence dans les eaux est surtout d’origine anthropique, notamment les rejets
industriels liés à la métallurgie, au traitement de surface, à la fabrication de céramique et à l'industrie des colorants, mais également à l'usure des pneumatiques sur les chaussées.
Il est bioaccumulable et répertorié comme toxique par l'INRS sous ses formes sulfure et oxyde de cadmium. C'est une substance classée «dangereuse prioritaire» par
la Directive Européenne 2000/60/CE.
■ Le cuivre (Cu) est assez fréquemment retrouvé dans la nature, par exemple sous forme de
Chalcopyrite. Ses caractéristiques chimiques n’autorisent cependant pas l’existence de fortes
concentrations dans les eaux naturelles. Elles sont donc plutôt d’origine anthropique. Le cuivre
est utilisé dans les domaines de l'électricité, de la métallurgie. Les sels de cuivre sont utilisés dans
l'industrie de la photographie, les tanneries (fabrication de pigments), l'industrie textile, les traitements de surface (circuits imprimés, galvanoplastie, dépôts chimiques...) et les fongicides... Il est
également utilisé en agriculture, en particulier dans l'alimentation des porcs.
Le cuivre métallique est insoluble dans l'eau, mais la plupart de ses sels sont solubles : chlorures,
nitrates, et sulfates de cuivre. Les carbonates, hydroxydes et sulfures de cuivre sont quant à eux
insolubles.

Traitement de surface :
bain de cuivre

8

■ Le chrome (Cr) est présent naturellement dans les roches magmatiques et dans les sédiments
calcaires et argileux. Dans les eaux naturelles, il peut provenir essentiellement de filons métallifères (chromite). Cependant, la présence de chrome dans les eaux naturelles est assez rare, du
fait de sa faible solubilité. Sa présence dans les eaux est en général due aux rejets d’eaux usées.
A l'état pur, le chrome n'est utilisé que pour la fabrication d'aciers spéciaux, et pour le traitement
de surface (dépôts anticorrosion dans l'industrie automobile, et chromage). Ses sels sont utilisés
comme pigments pour l'industrie textile, la céramique, la verrerie et la photographie.
Les dérivés du chrome se retrouvent dans l'eau essentiellement sous forme oxydée : le chrome
trivalent (Cr III) et le chrome hexavalent (Cr VI).

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La classification CEE (étiquetage réglementaire des substances et préparations dangereuses) identifie ces deux dérivés du chrome comme «très toxiques pour les organismes aquatiques, et pouvant entraîner des effets néfastes à long terme pour l'environnement aquatique».
■ Le mercure (Hg) est un métal lourd que l’on retrouve dans la croûte terrestre. Il est plus fréquent dans les zones volcaniques. Du fait de sa grande volatilité, le mercure peut être largement
répandu dans la nature sous forme de traces. Il se concentre souvent sur les particules en suspension dans l’eau ou la matière organique ; on peut le retrouver, de ce fait, dans les sédiments
des rivières. Par contre, la présence de mercure dans les eaux souterraines est essentiellement
d’origine anthropique, liée à son utilisation dans l'industrie électrique (piles, tubes fluorescents...),
et dans l'industrie chimique du chlore. Sa présence dans le milieu est liée également à la combustion des combustibles fossiles et à l'élimination des déchets contenant du mercure : thermomètres, piles, peintures... , ainsi qu'à sa présence dans les amalgames dentaires.
Dans les sédiments, le mercure est transformé par des bactéries en méthylmercure. C'est sous
cette forme, très soluble dans les lipides qu'il s'accumule fortement dans les graisses animales et
augmente au fur et à mesure que l'on s'élève dans la pyramide trophique.
C'est une substance classée dangereuse prioritaire par la Directive Européenne
2000/60/CE. De plus, la classification CEE (étiquetage réglementaire des substances
et préparations dangereuses) identifie le mercure comme «très toxique pour les
organismes aquatiques, et pouvant entraîner des effets néfastes à long terme pour
l'environnement aquatique».
■ Le nickel (Ni) : la source principale de nickel dans les eaux naturelles est l’oxydation de la pyrite
contenant du nickel substitué au fer. La teneur en nickel est contrôlée par le pH et le potentiel
d'oxydo-réduction. La pollution des eaux par le nickel peut également être liée aux rejets des eaux
industrielles : Il est employé dans la préparation des alliages, la production d'aciers inoxydables, les
dépôts chimiques et électrolytiques. Il sert également de catalyseur en chimie organique.
C'est une substance classée prioritaire par la Directive Européenne 2000/60/CE.
■ Le plomb (Pb) peut être présent naturellement. Cependant, des eaux naturelles avec présence
de plomb sont assez rares. Les principales sources d’émission du plomb sont les industries du
plomb et surtout le trafic routier : Il est utilisé dans l'imprimerie, la métallurgie (fonderie), dans
l'industrie des batteries, dans les dépôts d'étain-plomb (connectique), soudures dans l'industrie
électronique. Par ailleurs, la présence de plomb dans l’eau distribuée pour la consommation
humaine peut provenir de tuyauteries anciennes contenant du plomb. La source anthropique principale était, jusqu'à ces dernières années, sa présence dans les carburants automobiles.
La classification CEE (étiquetage réglementaire des substances et préparations dangereuses) identifie le plomb comme une substance «présentant des dangers d'effet
cumulatif et présentant des risques possibles d'altérations de la fertilité». C'est de
plus, une substance classée «prioritaire actuellement en examen» par la Directive
Européenne 2000/60/CE.
■ Le zinc (Zn) est un métal relativement courant, présent dans les filons métallifères, essentiellement sous forme de blende. On le trouve également dans le charbon, les bitumes et le pétrole.
Il est couramment présent dans les zones minières. Il peut également avoir une origine anthropique.
Le zinc et ses composés ont de très nombreuses applications industrielles : revêtement de métaux
(galvanisation...), préparation d'alliages, imprimerie et teinture. Les sels de zinc sont eux utilisés dans
la fabrication de pigments pour peinture, émaux, matières plastiques, caoutchouc, la préparation de
produits pharmaceutiques et d'insecticides. Sa présence dans le milieu provient également de l'usure
des pneumatiques sur les chaussées, et de l'usure des chenaux (zinguerie) des bâtiments.

Guide technique numéro 7

PARTIE 1

9

PARTIE 1

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Page 10

PARTIE 1 .

Les toxiques : qu’est-ce-que c’est ?

2.2g Les micropolluants organiques
Ce sont en grande majorité des produits de synthèse issus de l'activité anthropique.
Ce paragraphe n'a pas pour vocation d'être exhaustif, mais de donner quelques repères sur les
grandes familles de toxiques et leurs caractéristiques.
■ PCB : polychlorobiphényles. Ce sont des substances chlorées très stables (résistantes au
feu et non biodégradables). Ils étaient utilisés dans les transformateurs électriques comme isolants (les anciennes installations encore en fonctionnement en contiennent donc toujours). Ils
entraient également dans la composition de vernis, encres, peintures solvants... Leur combustion peut
générer des dioxines et furanes, substances cancérigènes et mutagènes.
Ils ont une très faible solubilité dans l'eau, et une forte affinité pour les matières en suspension et
les lipides. Ils s'accumulent donc dans le milieu naturel et se bioaccumulent fortement dans la chaîne
alimentaire (par exemple dans la graisse des poissons).
Du fait de leur importante persistance dans le milieu et de leur forte aptitude à la
bioaccumulation, ils font l'objet de restrictions d'usage importantes (utilisations limitées par l'arrêté du 8 juillet 1975). De plus, le décret du 02/02/87 interdit la mise sur
le marché des appareils contenant des PCB.

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Lagunes d’épuration
de teintureries

10

■ HAP : Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques. Ce sont des composés issus de la
combustion incomplète des produits pétroliers : activités urbaines (chauffage), industrielles et de
transports (pots d'échappement des véhicules). Leur origine est donc généralement diffuse. Dans
les eaux de ruissellement, les concentrations moyennes en HAP sont de 0,2 à 1,5 µg/l dans les
zones urbaines et peuvent atteindre 7 µg/l aux abords des routes et autoroutes (données Lyonnaise
des eaux).
Ce sont des composés peu solubles dans l'eau, ils s'adsorbent sur les matières en suspension et
les sédiments et de ce fait se concentrent beaucoup dans le milieu naturel. Ils se bioaccumulent
dans les graisses, notamment des poissons et des mollusques. Nombre d’entre eux (notamment
le benzo(a)pyrène) sont reconnus cancérigènes.
Quelques exemples de molécules : benzopyrène, naphtalène...
Les HAP sont classés comme substances «dangereuses prioritaires» par la Directive
Européenne 2000/60/CE.
■ Solvants chlorés : les solvants chlorés sont essentiellement utilisés pour le dégraissage des
pièces en mécaniques, le décapage de peintures et le nettoyage à sec (pressings). Ils entrent également dans la formulation de différents solvants utilisés par le grand public. Certains dérivés servent à la fabrication de pesticides (hexachlorobutadiène, dichloropropène...).
La classification CEE (étiquetage réglementaire des substances et préparations dangereuses) identifie le chlore comme une substance «très toxique pour les organismes
aquatiques, et dangereux pour l'environnement».
Les propriétés de ces composés très volatils, de faible viscosité et de masse volumique élevée font
qu’ils migrent rapidement au travers de la zone non saturée vers les nappes (lorsqu’ils sont déversés en volume suffisant pour être en phase). En revanche, ils subsistent peu de temps dans les
eaux superficielles.
Quelques exemples de molécules : chloroforme ou trichlorométhane, dichlorométhane, 1-2 dichloroéthane : substances classées prioritaires par la directive européenne 2000/60/CE.

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■ Dérivés du Benzène : cette famille de composés regroupe des molécules très diverses utilisées presque exclusivement dans l'industrie comme solvant d'extraction (en particulier dans l'industrie des parfums) et intermédiaires de fabrication.
Le benzène est un composé toxique qui est classé comme substance prioritaire par
la Directive Européenne 2000/60/CE.
Quelques exemples de dérivés du benzène : toluène (solvant pour peintures, vernis, colles, encres - nocif),
xylènes (solvants pour peintures, vernis, colles, encres, utilisés pour préparation d'insecticides, de colorants
et de produits pharmaceutiques - nocifs), chlorobenzènes (1-2, 1-3 et 1-4 dichlorobenzène : fabrication
d'insecticides anti-mites), pentachlorobenzène (substance classée dangereuse prioritaire par la Directive
Européenne 2000/60/CE), nitro-benzènes...
■ Phénols et dérivés : les phénols sont utilisés dans l'industrie des matières plastiques, des
fibres synthétiques, dans l'industrie pharmaceutique. Ils servent également pour la fabrication de
détergents, de colorants, de pesticides (notamment les chlorophénols).
Quelques exemples de molécules : chlorophénols (susbtances toxiques pour les organismes aquatiques),
dichlorophénols (2,4 dichlorophénol : toxique pour les organismes aquatiques), méthylphénols, nonylphénols sont classés substances dangereuses prioritaires par la directive européenne 2000/60/CE.
■ Aniline et dérivés : l'aniline est utilisée en synthèse organique pour la fabrication industrielle
de nombreux produits, dans l'industrie des polymères, du caoutchouc, des matières colorantes,
ainsi que des pesticides et des produits pharmaceutiques.
La classification CEE (étiquetage réglementaire des substances et préparations dangereuses) identifie l'aniline comme «très toxique pour les organismes aquatiques, et
dangereuse pour l'environnement».
Quelques exemples de molécules : chloroanilines, dichloroanilines, trichloroanilines...
■ Pesticides : appelés également «phytosanitaires»
Les pesticides sont des substances chimiques minérales ou organiques de synthèse utilisées à
vaste échelle contre les ravageurs des cultures, les animaux nuisibles et les vecteurs d'affections
parasitaires ou microbiologiques de l'homme et des animaux domestiques (extrait du dictionnaire
encyclopédique de l'écologie et des sciences de l'environnement 1993).
On distingue notamment des insecticides utilisés contre les insectes nuisibles, des fongicides utilisés contre les champignons phytopathogènes, des herbicides qui détruisent les plantes adventices des cultures et, de façon plus générale, toute végétation jugée indésirable.
Les substances chimiques sont très diverses comme des composés minéraux (soufre, sulfate de
cuivre), des molécules organiques de synthèse (carbamates, urées substituées, triazines, organophosphorés,….) mais aussi des molécules organiques naturelles (nicotine, pyréthrine). On
dénombre 8.800 spécialités commerciales dans la composition desquelles entrent plus de 900
matières actives.
Citons quelques exemples de pesticides fréquemment retrouvés dans le bassin Rhône-MéditerranéeCorse : Atrazine, Simazine, Diuron, ces 3 substances étant classées prioritaires en examen par la Directive
Cadre Européenne 2000/60/CE, lindane….
D'une manière générale, les pesticides contaminant fréquemment les milieux aquatiques (rivières
ou eaux souterraines) sont soumis à des restrictions d'usage par décision du Ministère de
l'Agriculture afin de limiter leur impact, notamment sur la santé humaine via la consommation
d'eau potable. C'est par exemple le cas de l'atrazine et de la simazine dont l'usage non agricole a
été interdit par arrêté ministériel en 1998 et la dose épandue à l'hectare a été limitée pour les
usages agricoles. Compte tenu de la persistance de la contamination dans les eaux françaises, ces
deux triazines ont finalement été interdites en 2001.

Guide technique numéro 7

PARTIE 1

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PARTIE 1

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PARTIE 1 .

Les toxiques : qu’est-ce-que c’est ?

T YPOLOGIE

SIMPLIFIÉE DES PRINCIPAUX AGENTS DE CONTAMINATION DES EAUX SOUTERRAINES
PARMI LES MICROPOLLUANTS ORGANIQUES

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Familles de polluants

12

Principales propriétés communes

Exemples

Activités génératrices

Hydrocarbures
Pétroliers courants

Plus légers que l'eau
Biodégradables
Globalement peu solubles
mais fraction soluble possible
Volatils ou comportant
une fraction volatile
Viscosité variable
Adsorption variable

Essences
Gazole
Fuel-Oil domestique
Carburants aviation
Pétrole brut
Naphta

Stations-service
Dépôts de stockage
Installations de transports
(ports, pipes)
Raffineries
Transport (Fer, route)

Hydrocarbures
lourds

Densité variable
Peu biodégradables
Peu solubles
Peu volatils
Visqueux
Adsorption en générale forte

Fuels lourds
Goudrons de houille
Goudrons de pétrole
Créosotes

Chaudières, centrales
thermiques
Usines à gaz
Raffineries
Traitement de bois

Hydrocarbures
halogénés
aliphatiques

Denses
Peu biodégradables
Relativement solubles
Volatils
Fluides
Adsorption en général forte

Nombreuses formules
les plus courantes :
TCE,TCA, PCE,
bromoforme
chloroforme

Traitement de surface
mécanique
Industrie chimique
Nettoyage à sec
Très courants dans
de nombreuses industries

Fortement solubles
Biodégradables
Autres propriétés variables
Peu volatils
Nombreux pesticides
Très peu à pas biodégradables

Glycols, alcools, cétones, Variables
phénols, furane, additifs
des carburants modernes
(MTBE,TAME)
PCB
Pentachlorophénol

Très variables en fonction des sels
incriminés et des propriétés physiques
et chimiques des sols

Sels de Chrome
Sels d'Arsenic
Autres métaux lourds
Nitrates
Cyanures
Chlorures, Sulfates

Autres organiques
Hydrocarbures oxygénés
Halogénés cycliques

Produits minéraux

Traitement de surface
Traitement de bois
Minéralurgie métallurgie
Explosifs
Usines à gaz
Electrolyse du sel, dépôts
et exploitation minière,
décharges d’ordures
ménagères

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2.3g Les radioéléments
Les radioéléments sont une forme particulière de contaminants toxiques.
■ Notions de base sur la radioactivité
La radioactivité est une transformation spontanée d'un noyau atomique qui permet l'émission
d'un ou plusieurs rayonnements ou particules.
Les radioéléments (appelé aussi radionucléides ou isotopes radioactifs) sont des isotopes
instables de certains éléments.
Les différents rayonnements et particules émis :
les rayonnements : ils sont très pénétrants et de parcours infini.
Deux types de rayonnement existent :
■ rayonnement gamma
■ rayonnement X.
Une radioprotection est nécessaire à chaque manipulation.
Les particules
■ Particules alpha : ces particules sont arrêtées par quelques centimètres d'air ou quelques micromètres de tissu. Cependant, elles entraînent de très fortes ionisations lorsqu'il n'y a pas de protection (exemple : ionisation des poumons en cas d'inhalation).
■ Particules bêta : lors de manipulation, la protection doit se faire par du plomb ou du plexiglas.
Notion d'activité spécifique
L'activité spécifique d'un radioélément est le nombre de désintégrations de cet élément par
seconde, c'est à dire le nombre de rayonnements ou de particules émis par seconde. Elle est
exprimée en Becquerel (Bq).
L'activité spécifique d'un radioélément diminue dans le temps, c'est le phénomène de décroissance radioactive. Cette décroissance est d'autant plus rapide que la période radioactive de l'élément est courte (exemple : Iode 131 (131I) période radioactive = 8,1 jours ; Uranium
238 (238U) période radioactive = 4,5.109 ans). La période radioactive est la durée au bout de
laquelle la moitié de la quantité donnée d’un nucléide s’est désintégrée.
Quelques points de repère
Deux notions sont utilisées pour exprimer la toxicité des radioéléments :
■ la dose absorbée qui est la quantité d'énergie reçue par unité de masse. La dose absorbée est
exprimée en gray (Gy),
■ l'équivalent biologique de dose qui est la dose absorbée pondérée par un facteur de qualité qui
dépend du radioélément. L'équivalent biologique de dose est exprimée en sievert (Sv).
Exemples de valeurs d’équivalent biologique
Équivalent biologique de dose (mSv)
Mort en quelques heures
20 000
Atteinte irréversible du système nerveux
10 000
Atteinte du poumon
6 000
Perte des cheveux et poils
3 000
Premiers signes (nausées-bronzage)
1 000
Seuil séparant les fortes des faibles doses
200
Scanner du corps entier
50
Limite de dose annuelle pour les travailleurs 50
Radioactivité naturelle à Kérala (Inde)
10 à 30
Radioactivité naturelle moyenne
2,4
Limite de dose annuelle pour le grand public 1
Un mois de ski à 2000 mètres d'altitude
0,8

Guide technique numéro 7

PARTIE 1

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PARTIE 1 .

Les toxiques : qu’est-ce-que c’est ?

■ Mesure de la concentration des radioéléments
La concentration d'un radioélément est l'activité spécifique qu'il présente dans l'échantillon. Cette
concentration est exprimée en Bq/kg ou en Bq/l.
Les mesures de radioactivité se font de manière globale (on mesure un rayonnement global)
(exemple : activité gamma totale ou individuelle - on mesure chacun des radioéléments).
Dans le milieu, les radioéléments peuvent se mesurer sur tous les supports, mais les bryophytes
(mousses aquatiques) et les sédiments restent les supports privilégiés.
Les bryophytes sont de bons bioindicateurs. Ils fixent et accumulent les iodes.
Les sédiments ont une forte capacité à fixer les radioéléments. Ils sont représentatifs d'une pollution radioactive historique.
■ Origine des radioéléments
Dans l'environnement, les radioéléments que l'on retrouve sont artificiels et naturels. Ils ont plusieurs origines :
■ tellurique (rayons cosmiques, radioéléments de l'écorce terrestre…),
■ retombées des explosions nucléaires aériennes (arrêt en 1980),
■ retombées de l'accident de Tchernobyl,
■ effluents des installations nucléaires,
■ hôpitaux, cliniques, laboratoires, industries…(Cf. § 6 p.70)
Pour en savoir plus

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

INERIS, fiches de données toxicologiques et environnementales des substances chimiques.
Http://www.ineris.fr.
INRS, mai 2002, fiches toxicologiques. Http://wwww.inrs.fr.
Sur la radioactivité, Http://www.andra.fr, Http://www.irsn.org

14

3

. Mode de contamination des milieux

3.1g Eaux superficielles
Deux modes de contamination par les pollutions toxiques peuvent être distingués : les rejets
directs dans le milieu et les pollutions dites «diffuses».
■ Rejets directs
Généralement connus, car le plus souvent soumis à règlementation (déclaration ou autorisation),
les rejets directs d’effluents domestiques, d’activités artisanales ou d’industriels apportent une
charge de polluants qui va se diluer dans le cours d’eau. La façon dont cette charge sera diluée
et sa persistance dans la rivière vont définir le niveau d’exposition au toxique que subiront les
organismes aquatiques.
À chaque rejet, il sera possible d’établir une «zone d’influence» en son aval qui correspondra au
tronçon de rivière sur lequel le polluant est présent avec un impact possible tant sur la vie aquatique que sur les autres usages du cours d’eau (notamment alimentation en eau potable).
À noter que de manière générale, les polluants déversés dans un cours d’eau changent très rapidement de structure chimique en fonction des caractéristiques du cours d'eau (pH, température,
dureté…). Ainsi il n’est pas rare qu’une substance ou un élément dissous dans le rejet soit très
vite adsorbé par les particules en suspension et les sédiments, ce qui contribue à alimenter des
stocks de polluants, et inversement des polluants sous forme particulaire dans les rejets peuvent
être remis en solution dés l’arrivée dans le milieu naturel, les rendant directement disponibles
pour les organismes.

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■ Pollutions diffuses
À la différence des apports ponctuels, il est difficile d’identifier les sources d’apports diffus en
dehors du repérage des secteurs de bassin versant contribuant aux apports. Cependant, ces
apports subissent un transfert entre la source et le milieu durant lequel les polluants sont potentiellement fixés ou dégradés. Les facteurs influençant ce transfert sont très nombreux (conditions
climatiques, topographie, …).

3.2g Eaux souterraines
La contamination des eaux souterraines par des composés toxiques organiques même à faible
concentration peut compromettre l'exploitation de la ressource pour l'alimentation en eau
potable pour de très longues périodes.
Les temps de transfert des polluants de la surface du sol vers la nappe puis au sein de l'aquifère
peuvent être très longs : ils sont fonction des capacités de rétention des différents matériaux traversés, de la vitesse d'écoulement des eaux souterraines et des possibilités de piégeage et de
relargage en fonction du contexte hydrogéologique et des situations hydrologiques (battement de
la nappe). Ainsi, certaines pollutions restent parfois ignorées durant plusieurs dizaines d'années.
Les principales causes de pollution toxique en nappe peuvent être attribuées :
■ aux fuites ou aux déversements de produits toxiques liquides en nappe,
■ au stockage ou au dépôt de déchets solides d'origine industrielle, sur des aires non étanches,
■ au lessivage par les eaux de sites et sols pollués par des activités industrielles anciennes ou actuelles,
■ à l'infiltration des eaux de ruissellement issues de surfaces imperméabilisées de parkings, routes
et voiries, et contenant des polluants comme le plomb, les hydrocarbures (ou le sel de déneigement),
■ au stockage ou à l'enfouissement de déchets chimiques dans des carrières ou mines désaffectées (fûts, bidons, de produits de haute toxicité).

LE TRANSPORT DES POLLUANTS DANS LE MILIEU SOUTERRAIN (MILIEU POREUX)
Les caractéristiques des polluants vont conditionner leur migration dans le sous-sol et les
eaux souterraines ; la densité, la viscosité, la solubilité, les conditions d'équilibre entre phase
liquide ou dissoute et phase vapeur et la biodégradabilité (cf § 3.2 p.21).
Migration des polluants dans la zone non-saturée
Lorsqu'un polluant liquide s'infiltre dans le sol, il se forme un corps d'imprégnation, c'est à dire
une zone contenant du polluant à saturation résiduelle. Si la quantité infiltrée suffit pour
atteindre la nappe, le polluant liquide s'étale sous forme de «galette», s'il est léger, ou continue à s'infiltrer s'il est plus dense que l'eau.
Le cheminement des produits dans la zone non saturée peut être complexe sous l'effet des
variations verticales de perméabilité et des hétérogénéités du sous-sol.
L'air environnant le corps d'imprégnation en zone non-saturée contient des polluants gazeux
en équilibre avec le liquide.

Guide technique numéro 7

PARTIE 1

15

Migration des polluants dans la zone saturée
Le polluant, partiellement ou totalement miscible ou soluble, après s'être infiltré à travers la
zone non saturée dans laquelle une partie de son volume est retenue, atteint le toit de la
nappe et s'y dissout ou s'y mélange progressivement, formant un panache de pollution qui
s'oriente parallèlement à la direction d'écoulement.
En fonction de la solubilité à l'eau du produit infiltré, une certaine quantité sera dissoute dans
l'aquifère, le transport concernant, selon les cas, la fraction dissoute d'un contaminant immiscible, ou la totalité du contaminant miscible. Le panache de polluant migrera latéralement sous
l'effet du gradient hydraulique, selon l'écoulement naturel de la nappe.

PARTIE 1

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PARTIE 1 .

Les toxiques : qu’est-ce-que c’est ?

Surface piézométrique

Zone non saturée
Essence

Écoulement de la nappe

Aquifère

Substratum
Comportement
des produits dans le milieu
souterrain – polluant flottant
à la surface de la nappe (d<1)

Zone non saturée

Panache de pollution
Aquifère

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Substratum
Comportement des produits
dans le milieu souterrain –
propagation d’un polluant
dissous dans l’eau souterraine
(d ≈ 1)

Surface piézométrique

Zone non saturée

16

Écoulement de la nappe
Aquifère
Substratum
Comportement des produits
dans le milieu souterrain –
polluant plus dense que l’eau qui
s’enfonce à la base
de la nappe (d>1)

Exemples
En dehors des pesticides, les polluants organiques les plus fréquemment rencontrés dans les eaux souterraines sont les
hydrocarbures légers et les composés organo-halogénés volatils.
Nous présentons ci-dessous les comportements assez différenciés de ces deux familles de produits.

Surface piézométrique

Écoulement de la nappe

Pour l'appréciation de la migration du polluant, deux phénomènes principaux doivent être considérés : l'écoulement de
la nappe qui entraîne les polluants (transport convectif, dispersion et diffusion moléculaire) et la rétention de ces derniers par la matrice (facteur retard : adsorption, complexation, précipitation, dégradation) ou leur volatilisation.

Exemple des hydrocarbures courants moins denses
que l'eau
Le volume de produits non piégé dans la zone non-saturée va
atteindre la nappe, et s'étalera progressivement à son toit en
phase flottante : une fraction de ces composés migrera avec
l'eau souterraine suivant le gradient hydraulique (phase libre),
une autre sera adsorbée au matériau aquifère et/ou biodégradée à divers degré, une autre pourra se volatiliser dans les
pores de la zone non saturée (phase gazeuse), une dernière
se solubilisera dans l'eau souterraine (phase dissoute). Cette
dernière phase formera ainsi un panache de contamination
qui pourra migrer et se disperser à l'intérieur de l'aquifère.
Exemple des solvants halogénés plus denses que l'eau
Les solvants halogénés plus lourds que l'eau vont traverser
le sol verticalement en constituant des corps d'imprégnation. Ces composés ayant une densité supérieure à celle de
l'eau auront tendance à migrer verticalement à l'intérieur de
la zone non-saturée jusqu'à rencontrer une barrière imperméable, sur laquelle ils vont s'accumuler. Le mouvement de
ces produits est alors lié à la fois à la forme (pente éventuelle) du substratum et aux conditions d'écoulement
(direction, vitesse) de la nappe, ces 2 facteurs étant indépendants l'un de l'autre.
Le produit constitue alors une poche de pollution particulièrement difficile à délimiter verticalement et horizontalement. Compte tenu de leur faible biodégradabilité, les produits piégés peuvent relarguer durant des décennies de
faibles concentrations en composés toxiques, constituant
ainsi une source continue de contamination.
Une autre caractéristique des solvants halogénés est d'être
particulièrement volatils : cela entraîne une large pollution
de la zone non-saturée par des vapeurs qui seront progressivement remobilisables par l'eau interstitielle sous l'effet
des pluies ou sous l'effet des battements de la nappe.

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PARTIE 2

Qu’est ce que
l’écotoxicologie :
notions de base
1

. Définition
L’écotoxicologie étudie les impacts des agents polluants sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes.
Un agent polluant est une substance naturelle ou de synthèse que l’homme introduit dans l’environnement ou dont l’homme modifie la répartition dans les différents compartiments de la biosphère.
Les effets d'un agent polluant dépendent de plusieurs facteurs, comme par exemple l'évolution du
polluant dans le milieu, le mode et la voie d'administration du polluant.
L’objectif de l’écotoxicologie est avant tout la prévention. Pour cela, l’écotoxicologie caractérise le risque d’une substance qui est fonction :
■ du danger de la substance,
■ de la probabilité d’exposition à cette substance.
Le danger est fonction de la toxicité intrinsèque de la substance. Cette toxicité est évaluée en
laboratoire à l’aide de tests sur différents organismes de la chaîne trophique, et permet de déterminer une concentration en dessous de laquelle la substance n’a pas d’effets nocifs sur
l'organisme testé.
La probabilité d’exposition à une substance est relative à tout ce qui peut déterminer le
devenir de la substance dans l’environnement, et ainsi dépend essentiellement de ses propriétés physico-chimiques, mais également des caractéristiques du milieu récepteur.
La probabilité d'exposition prend également en compte la durée d'exposition
(continu, occasionnel), la voie d'exposition (per-cutanée, ingestion, inhalation…) et
l'individu exposé (sexe, âge…).

Guide technique numéro 7

PARTIE 2

17

PARTIE 2

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PARTIE 2 .

2

Qu’est ce que l’écotoxicologie : notions de base

. Notions de danger
Le danger d'une substance est sa toxicité intrinsèque.
Deux types de toxicité sont distinguées :
La toxicité aiguë : les effets sont rapides et généralement mortels.
La toxicité chronique : les effets apparaissent après une exposition prolongée à la substance, mais sont imperceptibles sur une courte échelle de temps.

Concentration

Principes des toxicités aiguës et chroniques

Effets toxiques
aiguës
Seuil
de toxicité
aiguë
(CE50)
Pas d'effets
toxiques
chroniques

Seuil
de toxicité
chronique
(NOEC)

Pollution chronique
Effets
toxiques
chroniques

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Pollution ponctuelle

18

Temps

Ce schéma illustre la différence entre toxicité aiguë et chronique. Le seuil de toxicité aiguë
est toujours plus élevé que le seuil de toxicité chronique.
La toxicité aiguë se manifeste après une exposition très courte à une concentration élevée de
substance toxique (la notion de concentration élevée est à relativiser, les polluants toxiques sont
toxiques à des doses de l'ordre du microgramme par litre. La concentration conduisant à des
effets toxiques aiguës est forte par rapport à celle conduisant à des effets toxiques chroniques).
De ce fait, cette exposition entraîne généralement la mort de l'organisme exposé.
La toxicité chronique se manifeste après une exposition longue à une concentration faible de la
substance toxique. La substance peut exprimer sa toxicité de différentes façons. Elle peut se bioaccumuler dans les tissus de l'organisme.Après un temps de latence suffisamment long, la concentration accumulée dépasse le seuil de toxicité chronique et les effets toxiques s'expriment. La substance peut également provoquer à de faibles concentrations de légers symptômes. Lorsque ces
symptômes se prolongent dans le temps, ils entraînent un dysfonctionnement de l'organisme
beaucoup plus important.

PARTIE 2

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Pollution chronique ou aiguë : une toxicité différente
Toxicité aiguë

Avant pollution

Pollution accidentelle :
mort à court terme

Après pollution

Temps
Toxicité chronique

Dysfonctionnement
à court terme

mort probable
à long terme

Pour évaluer la toxicité d’une substance, des tests de laboratoire standardisés sont utilisés
(cf. § 2.1 p.30). Le principe est de déterminer à quelle concentration une substance est toxique
sur un organisme, afin d'appréhender les effets de cette substance sur les populations du milieu.
Des organismes vivants sont mis en contact avec les substances à tester et les effets de cette
exposition sont observés.
Pour une évaluation correcte de la toxicité, il est nécessaire d’effectuer ces tests sur plusieurs organismes de la chaîne trophique (en général : bactéries, algues, daphnies (microcrustacés), poissons…).
Exemple : le toluène
Seuil de toxicité aiguë = 6,3 mg/l (tests effectués sur poissons, Oncorhynchus kisutch, pendant 96 heures).
Seuil de toxicité chronique = 1,4 mg/l (tests effectués sur poissons, Oncorhynchus kisutch, pendant
40 jours).

Guide technique numéro 7

Pollution chronique

19

PARTIE 2

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PARTIE 2 .

3

Qu’est ce que l’écotoxicologie : notions de base

. Notions d'exposition
L'exposition est le couple «concentration en polluants/durée» auquel les organismes sont
exposés.
Plusieurs paramètres interviennent dans la notion d’exposition :
■ le mode d’exposition (continu, occasionnel), la voie d'exposition,
■ les facteurs qui vont influer sur le devenir et sur la persistance du polluant dans le milieu naturel
et qui dépendent en grande partie des propriétés physico-chimiques du polluant.
Le paragraphe suivant détaille certains de ces facteurs.

3.1g La biodisponibilité
La biodisponibilité se définit comme la propriété d’un élément ou d’une substance d’atteindre les
membranes cellulaires des organismes vivants. Il s’agit d’un des paramètres essentiels de la toxicité car un changement de la biodisponibilité d’un polluant équivaut à un changement
de toxicité.
C'est le statut physique (adsorbé, solubilisé) ou chimique (complexé, ionisé) dans lequel se trouve
un polluant et qui conditionne son écotoxicité.
Un polluant biodisponible est un polluant auquel les organismes sont exposés.

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Au contraire, un polluant non biodisponible est un polluant auquel les individus ne sont pas exposés. C'est le cas par exemple des polluants stockés dans les sédiments. Lorsqu'ils sont stockés, ils
ne présentent un risque que pour les organismes fouisseurs (exemple : vers, larves), les organismes
vivant uniquement dans l'eau ayant peu de chances d'y être exposés (exemple : les poissons).
Cependant, même si la probabilité d'exposition ne concerne, dans un premier temps, que certains
organismes de la chaîne trophique, les substances toxiques des sédiments sont à surveiller, d'une
part en raison de leur risque de remise en solution suite à un changement d'équilibre entre leur
forme libre dans l'eau et leur forme stockée dans les sédiments (par exemple lors de crues),
d'autre part en raison du risque de transmission par la chaîne alimentaire.

20

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Page 21

La biodisponibilité, paramètre essentiel de la toxicité

Toxicité indirecte
Transfert par la
chaîne alimentaire

Toxicité
directe

Toxicité
indirecte
Relargage - Hg soluble

Hg fixé

Toxicité
directe
Hg soluble

Ce schéma figure l'importance de la notion de biodisponibilité dans le risque toxique. Un polluant, dans
un compartiment, peut-être à la fois toxique et non toxique pour un organisme en raison de sa biodisponibilité ou non.
Si nous prenons l'exemple du Hg fixé dans les sédiments, il est, sous cette forme, non toxique pour les
organismes qui vivent dans les sédiments car non biodisponible. Le Hg qui se trouve en solution dans les
sédiments est, à l'inverse, toxique pour les organismes des sédiments car biodisponible pour ceux-ci.

3.2g La dégradation et la biodégradation
Ce sont les principaux facteurs qui régissent le devenir des substances chimiques
dans l’environnement.
La dégradation désigne toute action physico-chimique aboutissant à la minéralisation plus ou
moins complète d'une molécule.
La biodégradation est une dégradation biologique effectuée par les êtres vivants (bactéries,
champignons…). Elle est due à l’abondance et à la variété des micro-organismes dans le milieu
considéré. L'attaque d'une molécule chimique par des micro-organismes a pour aboutissement sa
minéralisation et l’obtention de métabolites de faibles poids moléculaires.

Guide technique numéro 7

PARTIE 2

21

PARTIE 2

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Page 22

PARTIE 2 .

Qu’est ce que l’écotoxicologie : notions de base

Deux types de biodégradation sont distingués :
■ la biodégradation primaire qui est une attaque partielle de la molécule. Dans certains cas, elle
peut aboutir à l’apparition de métabolites persistants, plus biodisponibles et/ou plus toxiques que
la molécule initiale.
■ La biodégradation ultime qui est une dégradation complète conduisant à la formation de
dioxyde de carbone, méthane, eau, éléments minéraux. Cette biodégradation, si elle se fait rapidement, conduit à l'élimination du polluant dans le milieu.
Une substance qui subit une biodégradation ultime est une substance qui présente moins de
risque pour l'environnement aquatique qu’une substance qui subit une biodégradation primaire.

Dégradation primaire ou ultime : un risque différent
Température, lumière, micro-organismes…
Dégradation
ultime

CO2 + H20
Molécules
plus toxiques

Mollécule
chimique
biodisponible
+ molécules
CO2 + H20 de dégradation

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Molécules
moins toxiques

22

Dégradation
primaire

Pour évaluer la biodégradabilité d’une substance, il existe des méthodes normalisées basées sur
des suivis de cinétique de dégradation bactérienne en conditions standard de laboratoire.
Cependant, à défaut, 2 paramètres facilement mesurables peuvent être utilisés pour avoir une
appréciation de l'aptitude à la biodégradation des molécules :
■ DBO : Demande Biologique en Oxygène : quantité d'oxygène nécessaire aux micro-organismes
pour dégrader toutes les matières organiques fermentescibles, ou substances biodégradables.
■ DCO : Demande Chimique en Oxygène : quantité d'oxygène nécessaire pour oxyder par voie
chimique tous les éléments oxydables.
On utilise en général la DBO5, qui est la demande en oxygène des micro-organismes sur 5 jours
de test.
Une substance est facilement biodégradable si : DBO5/DCO ≥ 0,5
La mesure de ces 2 paramètres fait également l'objet d'une procédure normalisée.
Exemples :
Substances peu biodégradables : organochlorés (DDT), PCB…

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Lien étroit entre adsorption/biodisponibilité/biodégradation

Polluant soluble
biodisponible pour
les micro-organismes
Biodégradation

Polluant adsorbé non biodisponible
pour les micro-organismes
3.3g La bioaccumulation
La bioaccumulation est l’accumulation de substances toxiques dans les tissus des
organismes vivants.
C'est le cas par exemple des toxiques cumulatifs qui vont s'accumuler dans les tissus des organismes et dont les effets toxiques ne se produiront que lorsque leur dose d'effets sera atteinte.
Tous les organismes vivants sont ainsi capables, à divers degrés, d'accumuler des substances
toxiques, ce qui peut, dans un certain nombre de cas, entraîner des phénomènes de transfert et
d'amplification dans la chaîne alimentaire, avec des teneurs observées d'autant plus fortes que
l'organisme est élevé dans la chaîne alimentaire.
Le paramètre utilisé est le facteur de bioconcentration (BCF) qui mesure la concentration du polluant dans l’organisme.
Cependant, très couramment on s’appuie sur le coefficient de partage octanol/eau (ou Kow) pour
prédire la capacité d’un polluant à se bioaccumuler.
Cette valeur est une estimation du partage de la substance entre l'eau et les graisses des tissus,
est donc utilisée pour prédire l'accumulation de la substance dans les tissus graisseux.
Le Kow est souvent exprimé par son logarithme, log Kow = log P.
Il est généralement considéré qu’une substance est bioaccumulable si :
■ Kow ≥ 1000,
■ ou Log P ≥ 3.
Par ailleurs :
BCF = concentration de polluant dans l'organisme/concentration de polluant dans le milieu
Il est appréhendé par le calcul suivant :
BCF = Kow x concentration de la substance dans les lipides
Une substance s'est bioaccumulée si BCF > 100.
Ce paramètre confirme qu'une substance qui est potentiellement bioaccumulable s'est effectivement bioaccumulée.
Exemples :
Pentachlorophénol log P = 5,12 : substance bioaccumulable
Chloroforme log P = 1,97 : substance non bioaccumulable

Guide technique numéro 7

PARTIE 2

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PARTIE 2 .

Qu’est ce que l’écotoxicologie : notions de base

Cependant, certaines interactions entre polluants peuvent entraîner des modifications physiologiques responsables de variation dans les phénomènes de bioaccumulation.
Exemples :
Le mélange cuivre + cadmium : ils se bioaccumulent plus lorsqu'ils sont en mélange que lorsqu'ils sont
seuls. C'est le phénomène de synergie entre polluants.
Le mélange DDT + dieldrine + métoxychlore : Le DDT et la dieldrine réduisent la bioaccumulation de
métoxychlore. C'est le phénomène d'antagonisme entre polluants.

Mesure des différentes concentrations en DDD (pesticides)
dans la chaîne trophique du Clear Lake (USA)

x 178 000
Oiseaux
ichtyophages
2500 µg/l

eau
0,014 µg/l

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Plancton
5 µg/l

24

Poissons
microphages
8 µg/l

Poissons
prédateurs
22 à 220 µg/l

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4

. Notions de risque
La notion de risque est fonction du danger et de la probabilité d’exposition.
Le danger est déterminé par des tests de laboratoire. La probabilité d’exposition, dans l’environnement, est évaluée par diverses méthodes : calculs de dilutions, mesures directes dans le milieu,
modèles de pollution diffuse, modèles d'évolution des pollutions dans les milieux…
Dans le cas de l'impact d'un rejet en rivière, le risque est évalué par le rapport suivant :
PEC/PNEC > 1
milieu menacé.
La PEC (Predictive Environmental Concentration) est la concentration prévisible dans l’environnement. La PEC est une évaluation de l'exposition. Elle est calculée à partir du flux de polluant rejeté et du débit de la rivière :
PEC = flux d’un micropolluant dans le milieu/débit de la rivière.
La PNEC (Predictive Non Effect Concentration) est la concentration prévisible sans effet
sur l’environnement. Elle est déterminée à partir des deux concentrations mesurées en laboratoire, la CE 50 (mesure de la toxicité aiguë) et la NOEC (mesure de la toxicité chronique)
(Cf. § 2.1 p.30).
La concentration la plus basse d'un composé qui a un effet sur un des organismes de la chaîne
trophique est retenue, que cela soit une CE50 pour un organisme ou une NOEC pour un autre
organisme. Elle est divisée par un facteur d’incertitude évalué en fonction de l’information disponible : le facteur d’incertitude sera d’autant plus élevé si l’information disponible provient de tests
de toxicité aiguë.
La PNEC représente le danger d'une substance.
Exemple :

Substances
Acétone
cyanohydrine
Toluène

PNEC

Données utilisées

Facteur d’incertitude

0,13 µg/l

CE 50 poissons = 0,22 mg/l
CE 50 daphnies = 0,13 mg/l
CE 50 algues = 4,1 mg/l
NOEC poissons = 1,4 mg/l
NOEC daphnies = 0,8 mg/l
NOEC algues = 10 mg/l

1 000

80 µg/l

Amélioration de la pertinence
de la PNEC
Essais long terme

10

Le rapport PEC/PNEC, un outil indispensable à l'évaluation du risque, mais qui a ses
limites :
compte tenu du mode de calcul de la PNEC, basé sur la qualité et la quantité de données de laboratoire, intégrant des facteurs d’incertitude, cette valeur n'est pas complètement représentative
des phénomènes se déroulant dans le milieu. Cependant c’est une donnée essentielle pour
appréhender le risque généré par une substance, et indispensable pour les gestionnaires (définition des autorisations de rejets, priorisation des actions pour la maîtrise des rejets polluants,…).
Le rapport PEC/PNEC peut être calculé pour un rejet pour estimer le risque d'impact sur l'environnement.
Pour qu'il n'y ait pas d'impact sur le milieu, il faut que :
PEC < PNEC.

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PARTIE 2 .

Qu’est ce que l’écotoxicologie : notions de base

Soit :
■ flux d'un micropolluant dans le milieu/débit de la rivière < PNEC
■ flux d'un micropolluant dans le milieu < PNEC x débit de la rivière.
On définit un flux admissible par le milieu :
Flux admissible par le milieu = PNEC x débit de la rivière
Ainsi, si on a :
flux d'un micropolluant rejeté dans le milieu / flux admissible par le milieu > 1,
c’est à dire :
flux d'un micropolluant rejeté dans le milieu > flux admissible par le milieu,
il y a risque d'impact du rejet sur le milieu.
Cette approche reste une appréciation du risque par rejet et ne tient pas compte du fait que des
polluants peuvent déjà être présents dans le milieu récepteur. La prise en compte de la pollution
existante en amont du rejet conditionne à la baisse l'appréciation du flux admissible.
Pour éviter ce biais, il faut travailler sur secteur hydrographique cohérent (par exemple de même
débit) en sommant les flux des rejets pour chaque polluant. Pour déterminer ensuite quel est le
rejet qui a le plus d'influence sur le milieu, on calcule la part relative de chaque industriel dans le
flux total.
Dans cette méthode, le flux rejeté étant alors considéré dans sa globalité (somme des rejets individuels), ceci ne permet pas de prendre en compte la répartition des rejets sur un gradient
amont-aval du secteur considéré. Cependant, il est primordial de prendre en compte le flux arrivant en amont du secteur par la rivière dans le calcul du flux admissible.

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Pour en savoir plus sur l'écotoxicologie

26

Centre des Sciences de l'environnement, 8 au 12 mars 1999, conférence sur les essais
d'écotoxicité et de cancérogénicité des produits chimiques.
Centre international des congrès de Metz, 31 mai au 1er juin 2001, colloque eau et santé,
compte rendu des interventions et des débats.
Http://www.eau-rhin-meuse.fr/somactua.htm.
FORBES V.E. et T.L., 1997, Écotoxicologie : théorie et applications, INRA éditions, 256 pages.
RAMADE F., 1992, Précis d'écotoxicologie, Masson, 300 pages.
RAMADE F., 1994, Éléments d'écologie : écologie fondamentale, Édiscience international,
580 pages.
RAMADE F., 1995, Éléments d'écologie : écologie appliquée, Édiscience international,
632 pages.

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Page 27

PARTIE 3

Quels sont les outils
de connaissance
de la pollution toxique ?
1

. Comment mesure-t-on la pollution toxique ?
Le suivi de la pollution toxique dans le milieu, les rejets industriels ou urbains, se fait essentiellement au moyen de mesures de concentration des micropolluants et par des tests de
toxicité aiguë.
Jusqu'à très récemment, l'analyse de ces micropolluants se limitait à celle des métaux lourds et
de quelques substances organiques. Grâce à des avancées techniques dans les méthodes analytiques, il est maintenant possible de balayer un large spectre de substances et de rechercher
simultanément plusieurs centaines de micropolluants.
Ce sont des techniques appelées «multi-résidus/multi-détection» qui consistent à croiser plusieurs techniques différentes (chromatographies, spectrométries de masse...) et d'assurer ainsi
une meilleure sûreté dans l'identification et le dosage des substances.
Ces analyses, majoritairement utilisées, présentent cependant certaines limites quant à leur fiabilité et du fait de leur caractère très ponctuel. En effet, les analyses réalisées par chromatographie
peuvent parfois présenter des interférences entre molécules recherchées, et rendre de ce fait l'interprétation délicate. C'est pour cette raison que peu de laboratoires sont compétents et agréés,
et que les coûts de ces analyses sont importants.

1.1g Le suivi de la pollution toxique dans les rejets
■ Les analyses par substance
Réglementairement, le suivi de la pollution toxique dans les rejets est effectué en fonction d'une
liste de 132 substances, identifiées comme substances dangereuses par la directive 76/464/CEE
du 4 mai 1976, et dont il convient de réduire les rejets dans le milieux (Cf. annexe I de la circulaire n° 90-55 du 18 mai 1990). Ce suivi sera renforcé dans le cadre de la circulaire du 4 Février
2002, qui vise à organiser une action nationale de recherche et de réduction des rejets de substances dangereuses dans l’eau par les installations classées.
Les prélèvements dans les rejets se font sur 24 h.
Il est important de noter la difficulté de caractérisation de la micropollution toxique dans les
rejets urbains et dans certains rejets industriels, du fait de leur très grande dilution. L'analyse de
la micropollution nécessite donc l'emploi de techniques analytiques avec des seuils bas, comparables à celles utilisées maintenant sur le milieu naturel.

Guide technique numéro 7

PARTIE 3

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PARTIE 3

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Page 28

PARTIE 3 .

Quels sont les outils de connaissance de la pollution toxique ?

ÉCHANTILLONNAGE DANS LES REJETS ET CALCULS DE FLUX : MODE OPÉRATOIRE
L’évaluation des flux de pollution toxique dans les rejets est étroitement liée au mode opératoire appliqué lors de l’échantillonnage et aux données annexes permettant les calculs.
La méthodologie utilisée dans la plupart des cas (notamment calcul des redevances des Agences de
l’Eau) consiste à :
■ prélever un jour représentatif d’une activité normale de l’industrie ou de la station d’épuration,
■ procéder à un prélèvement moyen sur 24h d’effluent brut.
Cette procédure implique donc des contraintes techniques importantes. Le prélèvement est l’un des
paramètres essentiels de la mesure et conditionne la représentativité de l’échantillon par rapport au
rejet. De plus, certaines molécules se dégradent très rapidement : il convient donc d’assurer les conditions de transport et de conservation des échantillons nécessaires au maintien des substances (obscurité, réfrigération, délais de livraison au laboratoire inférieurs à 24h…).
Le calcul d’un flux nécessite que soit connu le débit du rejet. La mesure du débit moyen journalier
correspondant au jour du prélèvement doit donc être renseignée.

■ Les données redevances des Agences de l'Eau
Les Agences de l'Eau perçoivent, entre autres, les redevances sur la pollution toxique. Les sommes
perçues permettent notamment l’attribution d’aides aux établissements pour faciliter le financement des investissements nécessaires à la lutte contre la pollution.
L'assiette de redevance est la quantité de pollution rejetée un jour normal du mois
d'activité maximale. Pour les établissements industriels, la redevance est déterminée soit par
mesure directe de la pollution rejetée, soit par estimation forfaitaire.

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

En ce qui concerne la pollution toxique, les éléments retenus pour calculer les redevances sont
des paramètres synthétiques :
les MI : Matières Inhibitrices
Ce paramètre représente la charge de substances toxiques présente dans l'effluent. La mesure de
ce flux de toxicité est déterminé à partir d'un test de toxicité aiguë : le test daphnies (Cf. § 2.1
p.30), en tenant compte du débit du rejet. Les matières inhibitrices sont exprimées en «equitox».
Pour compléter cette mesure de toxicité aiguë, il est envisagé d’ajouter un test de toxicité chronique sur végétaux aquatiques aux paramètres redevances existants : le test algue (Cf. § 2.1 p.30).



Les METOX : MÉtaux TOXiques
Les METOX concernent 7 métaux et 1 métalloïde : l'arsenic, le cadmium, le chrome, le cuivre, le
mercure, le nickel, le plomb et le zinc. Après analyses, la masse de chacun des métaux contenus
dans les rejets est additionnée en tenant compte d'un coefficient de pondération qui dépend de
la toxicité du métal retrouvé. Le mercure, par exemple, qui est l’un des métaux les plus toxiques,
a un coefficient de pondération 50 fois supérieur à celui du zinc qui est nettement moins toxique.



28

Les AOX : Composés organohalogénés adsorbables sur charbon actif
Les AOX sont une mesure de la quantité d'halogènes (chlore et brome) contenue dans les composés organiques. Cette quantité est exprimée en masse équivalente de chlore.
Le paramètre AOX étant un paramètre «global» rassemblant une large gamme de substances
dont les propriétés toxiques sont très différentes, il semble, à dire d'experts, qu’il ne s’agit pas
d’une mesure pertinente de la quantité d'halogènes effectivement contenue dans les rejets. Il a
été envisagé de supprimer ce paramètre de redevances. Le test algue (Cf. § 2.1 p.30), qui réagit
surtout aux métaux, est proposé comme nouveau paramètre de redevances. La nouvelle loi sur
l’eau validera ce changement.



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1.2g Le suivi dans le milieu
Le suivi régulier des pollutions toxiques (parallèlement à celui des autres formes de pollutions) dans les milieux aquatiques a été initié en 1971 avec des mesures systématiques des
concentrations en métaux dans le cadre des Réseaux Nationaux de Bassins (RNB) gérés conjointement par l'État (au travers des DIREN) et les Agences de l'Eau.
Les pesticides et les autres micropolluants organiques ont été progressivement intégrés dans ce
suivi pérenne dès le début des années 90, et en 2000 pour les eaux souterraines.
Les sites de prélèvements sont répartis sur les principaux cours d'eau et nappes, de manière
stratégique dans l'objectif de recueillir des mesures en aval des principaux bassins hydrographiques ou hydrogéologiques, en aval immédiat des principales sources de pollution mais également dans des secteurs de référence peu contaminés.
Les substances sont recherchées sur différents supports afin de bien cerner la contamination :
■ l'eau brute (eaux de surface et eaux souterraines)
■ les sédiments (eaux de surface)
■ les matières en suspension (eaux de surface)
■ les mousses aquatiques (bryophytes) (eaux de surface).
Il est important d'avoir des mesures sur chacun de ces compartiments, car ils fournissent des
informations complémentaires sur l'état de contamination du milieu :
■ les sédiments sont des pièges à micropolluants, ils donnent une indication sur la pollution historique du cours d'eau.
■ Les bryophytes, qui sont des mousses aquatiques, bioaccumulent les métaux. Leurs concentrations dans les bryophytes donnent une indication sur la pollution métallique chronique du
milieu sur les trois derniers mois.
■ Les mesures sur eau et matières en suspension donnent une indication sur la pollution
du milieu au moment du prélèvement. Ces deux mesures se complètent, pour des raisons de physico-chimie : certains polluants sont adsorbés (fixés) sur les matières en suspension alors que
d'autres sont solubilisés dans l'eau.
À partir des concentrations mesurées dans le milieu, la qualité de l'eau est évaluée par le Système
d'Évaluation de la Qualité de l’Eau (SEQ eau), outil d'interprétation qui fournit des grilles de qualité pour les différents paramètres. La qualité de l'eau est décrite par cinq classes :
■ très bonne,
■ bonne,
■ moyenne,
■ médiocre,
■ mauvaise.
Cette information est complétée par l'estimation de l'adéquation de la qualité de l'eau avec les
usages anthropiques (production d'eau potable, irrigation....) ou le bon fonctionnement biologique
dans le cours d'eau. Cinq classes d'aptitude sont ainsi déterminées pour chacun des usages ou
fonction.
En marge du Réseau National de Bassin, des secteurs bénéficient d’un suivi plus étoffé, avec des
analyses beaucoup plus fréquentes, dont la maîtrise d’ouvrage est souvent assurée par des collectivités.
Le Rhône bénéficie ainsi d’un suivi particulièrement étoffé à Ternay et Arles dans la mesure où
une large gamme de polluants sont analysés à des pas de temps de l’ordre du quart d’heure, y
compris les polluants métalliques et métalloïdes.

Guide technique numéro 7

PARTIE 3

29

PARTIE 3

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Page 30

PARTIE 3 .

Quels sont les outils de connaissance de la pollution toxique ?

Par ailleurs, des groupes de travail régionaux ont été mis en place autour des Services Régionaux
de Protection des Végétaux (SRPV), sur le thème de la contamination des eaux par les pesticides.
Suite au travail d’état des lieux, d’identification des zones vulnérables et d’appréciation des
risques, des réseaux de suivi des pesticides ont été mis en place sous maîtrise d’ouvrage des
DIREN sur eaux superficielles et eaux souterraines.
Pour en savoir plus sur le Réseau National de Bassin
Réseau National de Bassin Rhône-Méditerranée-Corse, 2001.
Qualité des cours d’eau résultats 2000. 73 pp.
Agence de l’Eau RMC, 2002.
Pesticides dans les eaux superficielles du bassin Rhône-Méditerranée-Corse
Campagne août 1999 – décembre 2001. 31 pp.
Site internet : http://rdb.eaurmc.fr

2

. Comment mesure-t-on les effets ?
Afin de gérer les enjeux liés à la présence de substances toxiques et de leurs effets sur le milieu
aquatique, il est nécessaire de développer des outils de mesure qui permettent d’évaluer les
conséquences des contaminations.
Ce type d’outils vient compléter les informations qui peuvent être recueillies par les mesures de
concentration dans le milieu, lesquelles permettent d’évaluer le niveau d’exposition.

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Les outils d’évaluation de l’écotoxicité renseignent quant à eux les niveaux de danger ou même
d’effets dans le milieu aquatique.

30

Les collaborations entre scientifiques et gestionnaires ont permis de développer des outils d’évaluation de l’écotoxicité des polluants sur l’écosystème aquatique.
Plusieurs gammes sont actuellement disponibles, allant du simple test en laboratoire aux mesures
plus complexes menées sur les organismes aquatiques in situ.

2.1g Les bio-essais
■ Principe
Les essais de toxicité sont des tests en laboratoire au cours desquels une population
d’organismes aquatiques est exposée à un polluant dont on veut estimer la toxicité
afin d’évaluer les niveaux de concentration provoquant des effets toxiques (mortalité, baisse de
reproduction, baisse de respiration, …).
Ces tests sont menés dans des conditions contrôlées de lumière, température, milieu de culture
ou support d’élevage.
L’accent est mis sur la standardisation et la reproductibilité des mesures réalisées, de manière à
obtenir une information fiable sur le phénomène de toxicité.
Pour autant, les multiples facteurs influençant en milieu naturel ne sont pas pris en compte, ce qui
ne permet pas une extrapolation directe à l’échelle de l’écosystème.
Ce type d’outils permet d’évaluer le danger lié à une substance toxique. En ce sens, ils ont un rôle
préventif dans la gestion des risques.

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Page 31

■ Les essais de toxicité aiguë
Ce sont des essais à court terme : les effets doivent se révéler dans un court laps de temps
(de quelques heures à quelques jours en fonction du cycle de vie de l'animal) après administration d’une dose unique de substance. Si aucun effet n'est observé, la substance n'a pas de toxicité
aiguë (ce qui ne veut pas dire que cette substance ne présente pas de toxicité chronique).
Ces essais permettent d'établir une relation entre la concentration d'exposition et l'intensité de l'effet.

Cériodaphnie

Les résultats sont généralement exprimés par une CE 50 (Concentration Efficace). La CE 50 est
la concentration pour laquelle les effets sont observés pour 50 % des individus testés. Les effets
observés sont, par exemple, la létalité (le «E» est alors remplacé par le «L» CL50) ou l’inhibition
de la mobilité (le «E» est alors remplacé par le «I» CI 50).
Des CE 10, des CE 20 pour lesquelles les effets sont observés, respectivement, pour 10 % et 20 %
des organismes testés sont plus rarement utilisés.
Exemples : test daphnies, test bactéries luminescentes

LE TEST DAPHNIES
ISO 6341
Qualité de l’eau – Détermination de l’inhibition de la mobilité de Daphnia magna Straus – Essai de
toxicité aiguë
Champs d’application :
Le test daphnie appliqué selon la norme ISO 6341 est applicable pour déterminer la toxicité aiguë
vis-à-vis de Daphnia magna des substances chimiques solubles ou pouvant être maintenues en suspension ou en dispersion stable dans les conditions d’essai, des effluents industriels et urbains épurés ou non et des eaux de surface ou souterraines naturelles.
Principe :
Détermination de la concentration qui en 24h (ou 48h) immobilise 50% de Daphnia magna mises
en expérimentation.
Cette concentration, dite concentration efficace inhibitrice, est désignée par CE50i-24h (ou CE50-48h).
Protocole de test :
Les tests doivent être réalisés en condition de lumière maîtrisée, soit en obscurité, soit sur un cycle
jour/nuit de 16h/8h et à une température maintenue à 20°C±2°C.
Les daphnies utilisées pour l’essai doivent être âgées de moins de 24h et provenir d’un élevage aux
conditions bien définies.
Les solutions testées (substances chimiques, effluents ou eaux naturelles) sont versées selon des
volumes croissants dans une série de récipients et complétées avec une eau de dilution dont la composition est définie par la norme, de manière à obtenir les concentrations souhaitées pour l’essai.
Les daphnies sont placées, sans dépasser plus de 20 individus par récipient, ni 5 daphnies pour 10 ml
de solution.
Les animaux ne sont pas nourris durant l’essai.
Après 24h (ou 48h), les daphnies encore mobiles sont dénombrées. Pour chaque concentration, un
pourcentage d’immobilité est calculé. La CE50i-24h (ou CE50i-48h) est ensuite calculée par une
méthode statistique appropriée.

Guide technique numéro 7

PARTIE 3

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PARTIE 3

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PARTIE 3 .

Quels sont les outils de connaissance de la pollution toxique ?

LE TEST SUR BACTÉRIES LUMINESCENTES («Microtox ®» étant le plus utilisé)
ISO 11348 (parties 1,2 et 3)
Qualité de l’eau – Détermination de l’effet inhibiteur d’échantillons d’eau sur la luminescence de Vibrio
fischeri (Essai de bactéries luminescentes)
Champs d’application :
Le test sur bactéries luminescentes est applicable pour déterminer l’inhibition de luminescence en
présence d’eaux usées, d’extraits et lixiviats aqueux, d’eaux douces, salées ou saumâtres et d’eaux
interstitielles.
Principe :
Détermination d’un effet inhibiteur de l’échantillon d’eau, sur des lots de cultures de bactéries luminescentes.
Cet effet inhibiteur peut être déterminé sous forme des valeurs de DMSE (dilution minimale sans
effet) ou des valeurs de CE20 et/ou CE50 (valeur de dilution provoquant une diminution de luminescence de 20% ou 50% par rapport au témoin).

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Protocole de test :
Les souches de bactéries utilisées appartiennent à l’espèce Vibrio fischeri et peuvent être utilisées
fraîches (partie 1 de la norme), déshydratées (partie 2) ou lyophilisées (partie 3).
Des séries de dilutions sont préparées, mélangeant l’eau testée, l’eau de dilution et la suspension de
bactéries.
La mise en contact est de 15 minutes, à la suite de quoi la luminescence est mesurée par un luminomètre.
Après application d’un facteur de correction calé sur les témoins, les valeurs de CE sont déterminées.

32

■ Les essais de toxicité chronique
Deux types d’essais permettent de déterminer la toxicité chronique, les essais à moyen terme et
les essais à long terme. L'observation des effets se fait sur un laps de temps beaucoup plus long
que pour les essais aiguës. Si aucun effet n'est observé, la substance ne présente pas de toxicité
chronique.
Les essais à moyen terme mesurent les effets résultant de l’administration répétée d’une substance, pendant 1/10ème de la vie de l’animal.
Les essais à long terme déterminent la toxicité à la suite d’une exposition répétée et prolongée à une substance, au delà de 8/10 ème de la vie de l’animal.
Ils peuvent permettre d’évaluer la latence d’apparition des effets et leur réversibilité.
Les essais à moyen et long terme permettent de déterminer une concentration expérimentale en
dessous de laquelle aucun effet toxique n’est observé sur l’espèce étudiée dans les conditions de
l'essai : NOEC (No Observed Effect Concentration).
Exemple : test algue.

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LE TEST ALGUE
NF T 90-375
Détermination de la toxicité chronique des eaux par inhibition de la croissance de
l’algue d’eau douce Pseudokirchneriella subcapitata (Selenastrum capricornutum).
Champs d’application :
Le test algue est une méthode de détermination de la toxicité chronique applicable aux effluents
aqueux industriels et urbains, aux lixiviats ou extraits aqueux ainsi qu’aux eaux douces de surface ou
souterraines.
Principe et protocole :
Des algues de l’espèce Pseudokirchneriella subcapitata issues d’une culture en phase exponentielle
de croissance sont placées dans chacune des concentrations de l’échantillon à examiner, en présence
de milieu nutritif.
Les solutions d’essai ainsi constituées et les solutions témoins, maintenues en agitation, sont placées
à température et sous illumination constante, pendant 72h.
Les concentrations cellulaires de chaque récipient sont déterminées toutes les 24h ou seulement à la
fin de la période d’essai.
Les pourcentages d’inhibition de la croissance sont calculés par rapport aux solutions témoins réalisées dans les mêmes conditions.
Un tableau présentant ces pourcentages est établi et permet de tracer une droite correspondante :
la courbe d’inhibition. La CE50 est déterminée graphiquement. Il s’agit de la concentration de la solution d’essai correspondante à un pourcentage d’inhibition de 50%.

Exemples d’utilisations de bioessais :
■ Contrôle des rejets polluants (Cf § 1.1 p.27)
Le calcul des redevances payées par les industriels à l’Agence de l’Eau est basé sur une gamme de paramètres dont le test Daphnies qui permet de calculer le paramètre MI (Matières Inhibitrices), lequel reflète
la charge en substances toxiques dans l’effluent.
Il a été envisagé que le test algue vienne compléter cette gamme de paramètres afin de prendre en
compte la toxicité possible sur le compartiment végétal et intégrer la notion de toxicité chronique.
■ Homologation des substances chimiques de synthèse
L’autorisation de mise sur le marché de nouvelles substances (pesticides, molécules organiques de synthèse, substance minérale…) est conditionnée par la prise en compte de leur niveau de toxicité sur toute
une gamme d’organismes aquatiques ou terrestres.
L’utilisation de bio-essais permet de quantifier cette toxicité.
■ Établissement de grilles de danger
En réalisant des bio-essais pour différentes substances susceptibles de contaminer le milieu naturel aquatique, il est possible de définir une concentration seuil sans effet probable, ainsi qu’une concentration seuil
à partir de laquelle on peut s’attendre à un effet.
Ces deux niveaux d’information permettent donc plusieurs niveaux d’interprétation. Ceci introduit la
notion de concentrations seuils qui permettent d’établir une grille d’interprétation des concentrations que
l’on peut observer dans les milieux naturels aquatiques.
C’est ce principe qui a été adopté dans la conception des grilles de risque du Système d’Evaluation de la
Qualité des eaux (SEQ-Eau) (Cf. § 1.2 p.29).

Guide technique numéro 7

PARTIE 3

33

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PARTIE 3 .

Quels sont les outils de connaissance de la pollution toxique ?

■ Contrôle de toxicité de prélèvements en milieu naturel
Pour les secteurs sur lesquels une pollution est suspectée, il est possible de tester le niveau de toxicité de
l’eau brute, des sédiments ou des matières en suspension en utilisant des bio-essais sur des prélèvements
issus du milieu naturel.
Avantages
■ Applicables pour une large gamme
de substances
■ Application facile
■ Tests normalisés
■ Temps de réponse courts
■ Tests pour tout niveau de la chaîne
trophique (algues, invertébrés, poissons)
■ Facteurs environnementaux maîtrisés
(lumière, température,..)

Inconvénients
■ Signification écologique limitée
■ Effets longue exposition peu révélés
■ Pollutions passées non révélées

2.2g Les biomarqueurs

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

■ Principe
Le principe des biomarqueurs est de mesurer les molécules biochimiques produites (en général
des molécules de détoxication) ou inhibées dans l’organisme en présence de toxiques.
Ainsi, on mesure la réaction des organismes aquatiques à l’échelle de la cellule, avant que les effets
toxiques ne soient létaux ou sub-létaux.
Le plus souvent ces mesures sont réalisées sur des poissons, parfois sur des mollusques.

34

Les biomarqueurs permettent des mesures de phénomènes de défense à des expositions
toxiques.
Ce sont donc bien des effets qui sont mesurés, au même titre que les bio-indicateurs (Cf. § 2.3
p.35), ce qui en fait de bons outils de diagnostic. Cependant, la toxicité étant démontrée avant
perturbation notable du métabolisme, il est possible d’exploiter cette information en terme de
gestion des risques.

Principe d'un biomarqueur : sa concentration dans l'organisme reflète
que celui-ci est exposé à un polluant
Situation normale

Pressions polluantes

Situation contaminée

Inhibition

Molécule de défense
de l'organisme

Hypersécrétion

Exemples de biomarqueurs parmi les plus utilisés
■ Inhibition de l’activité Acétylcholinestérase
L’Acétylcholinestérase est une enzyme qui est un médiateur chimique assurant la transmission de l’influx
nerveux. Son activité est inhibée lorsqu’un organisme est exposé en particulier à des pesticides de type
organophosphorés ou carbamates qui ont des propriétés neurotoxiques.

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■ Induction du cytochrome P450 (activité EROD)
Les cytochromes P450 sont une famille d’enzymes qui existent dans tout organisme vivant. Pour les individus vertébrés, ils sont particulièrement abondants dans le foie où ils métabolisent la plupart des molécules organiques toxiques et les éliminent. L’exposition d’un organisme à des micropolluants organiques
(notamment HAP ou PCB) induira la production de ces enzymes.

Exemple d’utilisations de biomarqueurs
■ Etude d’impact de rejets polluants à caractère toxique
Dans les secteurs contaminés par une pollution toxique, la mesure de biomarqueurs sur poissons ou invertébrés benthiques permet de mettre en évidence une exposition ou non.
■ Bilan sanitaire des peuplements piscicoles
Pour une bonne gestion des peuplements piscicoles dans les rivières ou plans d’eau, il est parfois nécessaire de s’assurer que les conditions de milieu sont globalement favorables au bon développement des
poissons.
La mesure d’un biomarqueur est l’un des paramètres qui reflète les éventuels stress subis par les poissons du fait de contaminations.
Avantages
Inconvénients
■ Bonne signification écologique
■ Souvent difficulté d’interprétation
■ Pollution caractérisée avant effets létaux
(absence de grilles, forte influence des facteurs
environnementaux naturels, mobilité des organismes
prélevés…)
■ Délicat à mettre en place ou à prélever

2.3g Les bioindicateurs écologiques de toxicité
■ Principe
L’utilisation de bioindicateurs écologiques de toxicité repose sur le principe de sélection des
organismes aquatiques résistants aux pollutions au détriment des organismes sensibles.
En effet, à l’échelle d’un peuplement, les individus ou les espèces les plus faibles vont disparaître
sous la pression du polluant (mort ou fuite), laissant la possibilité aux espèces résistantes de se
développer davantage.
Ce phénomène entraîne l’établissement de peuplements dont la structure reflète la qualité de
l’eau, notamment au travers de l’analyse des présences/absences.
L’inventaire des organismes aquatiques indicateurs de pollution présents dans un milieu permet
d’évaluer le niveau de contamination de ce milieu.
Il s’agit dans ce cas d’outils permettant de mesurer l’effet des substances toxiques. Ils ne peuvent
donc pas être utilisés à titre préventif, mais plutôt comme outils de diagnostic.

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Oligochètes

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PARTIE 3 .

Quels sont les outils de connaissance de la pollution toxique ?

Principe d'un bioindicateur :
sa population dans le peuplement reflète la contamination du milieu
Peuplement en milieu Pollution

non contaminé
Composition résultant
de la compétition interspécifique
dans la niche écologique


Peuplement en milieu contaminé

T1 : disparition des espèces
sensibles au polluant toxique


T2 : libération d’espace
dans la niche écologique


T3 : développement
des espèces résistantes


Temps

Taux de
croissance
Les bioindicateurs : espèce pollusensible ou pollutolérante ?

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

Intervalle de tolérance

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Mort par
carence

Intervalle d'optimisation

Mort par
toxicité

Dose administrée
Une espèce bioindicatrice traduit la contamination du milieu par son abondance ou son absence.
Prenons l'exemple d'un élément minéral indispensable pour illustrer la «dose administrée» de la
courbe. Une espèce va mourir si cet élément manque ou au contraire si celui-ci est en concentration trop élevée. Entre ces 2 concentrations, de carence ou d'excès, elle va vivre dans un intervalle de
tolérance plus ou moins important en fonction des limites déterminées par ces concentrations (avec un
maximum de développement pour l'intervalle d'optimisation).
Une espèce bioindicatrice va être choisie par l'étendue de son intervalle de tolérance :
■ étroit : espèce pollusensible,
■ large : espèce pollutolérante.

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Exemples de bioindicateurs
Indice oligochètes (vers vivant dans les sédiments des cours d'eau)

L'INDICE OLIGOCHÈTES
Norme NF T 90-390
Détermination de l’indice oligochète de bioindication des sédiments (IOBS).
Principe :
L’indice oligochètes permet d’évaluer la qualité biologique des sédiments fins ou sableux et indique
des tendances fortes sur l’incidence écologique des micropolluants organiques et métalliques.
Mode opératoire :
L’étude des oligochètes passe par un prélèvement sur un tronçon de cours d’eau, selon un protocole
d’échantillonnage tenant compte du type dominant de sédiment fin ou sableux présent : carottage,
filet Surber, benne ou filet Haveneau.
Les oligochètes sont fixés au formol et colorés à l’éosine aqueuse pour être ensuite extraits par tamisage sur une maille de 0,5 mm.
Les individus sont alors montés entre lame et lamelle puis identifiés et dénombrés si possible au
niveau de l’espèce.
Un indice IOBS est calculé selon une formule définie par le projet de norme. Il peut évoluer entre 0
en l’absence d’oligochètes et 10 pour un sédiment de qualité excellente.
Complément :
La présence dans le peuplement d'oligochètes de plus de 60 % de Tubificidae sans soies capillaires
(famille d'oligochètes) est un indice de perturbation du milieu par les micropolluants.
Exemples d’utilisation de bioindicateurs
■ Étude de l’impact de rejets toxiques sur les organismes aquatiques
Dans les secteurs contaminés, l’application d’un bioindicateur permet d’évaluer l’effet réel de la pollution
identifiée sur les organismes et de mesurer le niveau de perturbation de l’écosystème.
■ Suivi de l’état écologique des masses d’eau
La Directive Cadre européenne (Cf. § 3 p.48) donne comme objectif à atteindre le bon état écologique
des masses d’eau. L’utilisation d’un bioindicateur permet d’estimer la qualité des peuplements aquatiques,
toutes pressions polluantes confondues et de révéler d’éventuelles perturbations a priori non visibles et
sur lesquelles il convient d’agir.
Avantages
■ Conséquences des pollutions passées
observées
■ Bonne signification écologique
■ Normalisation en cours

Inconvénients
Difficulté d'interprétation des résultats
(absence de grilles, forte influence des facteurs
environnementaux naturels,…)
■ Nécessite des spécialistes
■ Forte influence de l’échantillonnage
■ Difficulté de standardisation


Pour en savoir plus sur les indicateurs biologiques
Garric J., Férard J.F. & Vindimian E., 1992. Essais biologiques pour l’évaluation de la toxicité
chronique des rejets. Étude Inter-Agences Hors Série.111 pp.
Vindimian E & Garric J, 1993. Bio-essais et bioindicateurs de toxicité dans le milieu naturel.
Etude Inter-Agence. 54pp.
Lafont M., Bernoud S. & Rosso-Darmet A., 2000. Bilan sur les indices oligochètes (IOBS et
% de Tubificidae sans soies capillaires)- phase B : élaboration d’un guide méthodologique.
Rapport d’étude Inter-Agences. 21 pp. + annexes
Lagadic L., Caquet T., Amiard J.C. & Ramade F., 1998. Utilisation de biomarqueurs pour la surveillance de la qualité de l’environnement. Ed. Lavoisier Tec&Doc. 320 pp.
site internet : http://www.afnor.fr

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PARTIE 3 .

3

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Quels sont les outils de connaissance de la pollution toxique ?

Des outils complémentaires
pour une information cohérente
Compte tenu de la diversité des outils utilisés pour appréhender la pollution toxique et ses effets,
l’impression de complexité peut dominer.
Pour autant, les informations apportées par chaque approche sont complémentaires et alimentent un système de gestion des pollutions toxiques cohérent.
La lutte contre la pollution toxique peut être engagée de la manière suivante :
■ une phase d’état des lieux et de diagnostic de la pollution,
■ une phase de choix de stratégie : définition des objectifs à atteindre,
■ une phase d’action pour réduire la pollution.
Pour appréhender chacune de ces phases, des outils pertinents existent :
■ Établir un diagnostic
Lors du diagnostic, différents niveaux d’information sont recherchés :
Évaluation du risque
Évaluation du danger – Appréciation du degré de toxicité des substances.
Le caractère nocif des substances pour l’écosystème est apprécié au travers de tests de laboratoires, visant à mesurer leur degré de toxicité pour les organismes vivants (ex. bioessais, évaluation de la PNEC d'une substance). La finalité de ces tests est de mesurer la toxicité des substances
dans des conditions comparables et fiables.

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base



38

Exposition – Évaluation du niveau de pollution auquel est exposé l’écosystème .
L’information relative à «l’exposition» concerne d’une part l’importance des sources de pollutions et d’autre part le niveau de contamination résultant dans les milieux.
L’appréciation de l’exposition passe par des analyses chimiques effectuées soit dans les rejets (ex.
autosurveillance, évaluation de la PEC d'une substance dans les rejets pour les campagnes
132 substances, …), soit directement dans le milieu (ex. suivi du Réseau National de Bassin).
Risques d'effets toxiques – Évaluation des risques de perturbation de l’écosystème
En croisant l'information du danger d'une substance et de la probabilité d'exposition à cette substance, les gestionnaires évaluent le risque de perturbation de l’écosystème.
[danger x exposition = risque]
Ce diagnostic sur le risque peut porter sur les émissions de polluants, selon le principe
PEC/PNEC (Cf. § 4 p.25) qui est applicable autant sur des rejets que sur des sources diffuses, ou
encore sur la contamination du milieu qui est traduite en niveau de risque au travers de grilles
d’interprétation telles que le SEQ-Eau.
■ Observation des effets réels sur l’écosystème
Le niveau de perturbation réel de l’écosystème est la conséquence de la combinaison de la pollution à laquelle il est exposé et des facteurs environnementaux naturels (température,
lumière,…). Les bioindicateurs et biomarqueurs sont des outils exprimant ce niveau de perturbation. Ils sont complémentaires aux outils d'évaluation du risque.

■ Définir des objectifs
Une fois le diagnostic établi, c'est à dire le niveau de perturbation du milieu estimé, il est nécessaire de préciser les objectifs qu’il est souhaitable d’atteindre pour le milieu et de les traduire en
objectifs de réduction au niveau des sources de pollutions.
Pour cela, la démarche consiste à considérer le niveau de perturbation «acceptable» par le milieu
pour que les risques d’effets écotoxiques soient négligeables, compte tenu du danger que repré-

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sentent les substances polluantes. Cette analyse s’appuie, comme pour le diagnostic, sur l’interprétation croisée [danger x exposition = risque], traduite pour le milieu par l’outil SEQ-Eau et
pour les rejets par l’approche PEC/PNEC.
Pour les rejets, par exemple, il s'agit de définir des valeurs de PEC acceptables pour que le rapport PEC/PNEC soit inférieur à 1.
■ Mise en œuvre de programmes d’actions
Les objectifs étant définis, des programmes d’actions peuvent être engagés pour réduire les
sources de pollutions identifiées comme responsables de la perturbation des écosystèmes.
Compte tenu des enjeux techniques et financiers engagés dans ces programmes, il est important
de s’assurer en parallèle de l’adéquation de ces actions avec les objectifs définis, tout au long de
leur mise en œuvre, en s’appuyant sur des indicateurs d’évolution.
Ces indicateurs sont par exemple les bioindicateurs pour apprécier la réactivité du milieu en luimême, mais peuvent également être des indicateurs d’évolution de la pression polluante, avec le
suivi des concentrations dans les rejets et dans le milieu.

Prélèvement d'eau
ou de sédiments
Prélèvement
d'organismes aquatiques
Outils d'interprétation

Principe de définition d'objectifs de réduction : croiser l'information de gestion
du risque (exposition x danger) avec l'observation d'effets dur le milieu.

Informations brutes

Diagnostic

Outil d'évaluation
de l'exposition
Analyses
chimiques

Outil d'évaluation
du risque
EXPOSITION

SEQ - eau
PEC-PNEC

Outil
d'évaluation
du danger
Bioessais
DANGER

Outil de mesure
d'effets in situ
MESURES
DES EFFETS

Milieu

RISQUES

Biomarqueurs
Bioindicateurs
Dénombrement

Rejets

Calcul
d'indice

Définition d'objectifs
de réduction

Guide technique numéro 7

test
algue
test
daphnie

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PARTIE 4

La prise en compte
des toxiques
par la réglementation
Au travers des différents textes réglementaires traitant de la qualité des milieux aquatiques ou
plus spécifiquement des rejets industriels, la prise en compte des pollutions à caractère toxique
implique deux modes d’actions :
■ limiter l’exposition des milieux aquatiques aux polluants en agissant sur la source (autorisations
de rejets, règles d’homologation des substances produites, maîtrise des émissions,…),
■ concilier les usages de manière à préserver un milieu de qualité satisfaisante (programme d’actions territoriales notamment).
Historiquement l’accent a été mis, dans un premier temps, sur la limitation des expositions, avec
en particulier plusieurs textes législatifs identifiant des substances considérées comme dangereuses et justifiant une limitation des rejets. Différentes réglementations sectorielles attachées à
certains secteurs d’activités ou usages (textes régissant les installations classées, les déchets, etc,
Cf. § 1 p.42) sont intervenues, sans pour autant fixer des objectifs par milieu.
Depuis la loi sur l’eau de 1992 et avec la définition des SDAGE, la volonté de concilier les
usages de manière à préserver ou restaurer la qualité des écosystèmes aquatiques a
davantage modifié la manière d’appréhender la pollution toxique : le constat d’une contamination
notable sur un secteur amène à considérer l’ensemble des sources de pollution possibles pour
envisager des actions spécifiques sur celles-ci afin de retrouver un milieu de bonne qualité, tout
en respectant les usages.
Dans cet esprit (Cf § 2 p.47), le SDAGE Rhône-Méditerranée-Corse définit que :
une des priorités est donnée à la lutte contre la pollution toxique, avec un objectif de diminution globale de moitié, sur dix ans (1997-2007) de la toxicité des rejets sur l'ensemble du bassin,


une approche sectorielle sur une trentaine de milieux (Cf. carte p.57) de diminution d'au moins
50 % des sources de pollution (rejets, rémanences...) dont les concentrations dans le milieu sont
anormalement élevées.


Pour les milieux considérés comme prioritaires en terme d’action contre les toxiques, le SDAGE
préconise donc d’engager des actions coordonnées sur le secteur concerné de manière à satisfaire des objectifs fixés sur le milieu en lui-même.
Plus récemment (Cf § 3 p.48), la Directive Cadre 2000/60/CE a renforcé ce principe en
affichant un objectif de «bon état» des milieux aquatiques, lequel implique notamment
un «bon état chimique», au regard d’une part des effets biologiques et d’autre part des diverses
normes existantes (eau potable, rejets,…). Plus particulièrement, cette directive

Guide technique numéro 7

PARTIE 4

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PARTIE 4

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PARTIE 4 .

La prise en compte des toxiques par la réglementation

préconise de fixer des niveaux seuils de contamination des milieux par les substances toxiques
(quality standards – QS) au delà desquels des mesures devront être prises pour permettre de
retrouver un état satisfaisant. Ceci rejoint le principe des rivières prioritaires du SDAGE en précisant davantage les objectifs à atteindre.
En parallèle de cet objectif global, des substances prioritaires ont été définies, sur lesquelles les actions de réduction, voire de suppression des rejets, émissions et pertes devront être
engagées quel que soit le milieu récepteur.
Nota :
En parallèle des outils réglementaires présentés ci-après, il convient de rappeler qu’il existe une
réglementation pour protéger les usagers et consommateurs d’eau. Cette réglementation essentiellement motivée par les enjeux sanitaires se base sur les principes de précaution, ce qui justifie des normes très strictes.
Ces textes réglementaires sont à l’interface entre les consommateurs d’eau et les sources de pollutions. D’un côté ils fixent les normes qu’il convient de respecter avant d’exposer les consommateurs. D’un autre côté, ces normes conditionnent étroitement (voire «deviennent») les objectifs à respecter dans le milieu.
Le non-respect de ces normes peut avoir des conséquences socio-économiques non négligeables.
Pour l’exemple, de nombreux captages d’eau potable ont dû être fermés car non conforme aux
normes fixées pour protéger les consommateurs. Outre l’aspect purement financier du coût
qu’implique la non-exploitation d’un site (et la recherche d’une autre source d’eau), ceci amène
de réels problèmes de ressources pour la collectivité dans certains secteurs.
Les textes réglementaires présentés ci-après ne sont donc pas de simples «cadres de fonctionnement» pour les producteurs de rejets ou émissions toxiques, avec toutes les contraintes qu’ils
imposent. Ce sont avant tout des outils visant à préserver, protéger, restaurer.

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

1

des principales réglementations sectorielles
. Rappel
concernant la pollution toxique
Ce paragraphe récapitule les principaux textes de lois qui s'appliquent aux micropolluants
toxiques. Il donne quelques repères sur la réglementation des rejets de substances dangereuses,
des installations classées pour la protection de l'environnement, de la gestion des sites et sols pollués, du raccordement à une station d'épuration communale, de la gestion des déchets…

1.1g Les rejets industriels
■ Substances dangereuses
Plusieurs textes législatifs concernent la limitation de rejets en substances dites toxiques, persistantes et bioaccumulables dans le but de protéger les milieux aquatiques contre cette pollution.
Ces textes établissent des listes de substances classées en fonction de leur dangerosité et dont
les rejets sont à diminuer voire à supprimer.

42

On citera notamment :
■ Directive 76-464 du 4 mai 1976 relative à la pollution causée par certaines substances dangereuses déversées dans le milieu aquatique de la Communauté (dite directive «substances dangereuses»). Cette directive est déclinée elle même par de nombreuses «directives filles» fixant
des valeurs propres à telle ou telle substance. Les actions à engager pour atteindre les objectifs
de ces directives ont été transcrites en droit français, et précisées notamment par la circulaire
du 18 mai 1990 relative aux rejets toxiques dans les eaux. Cette circulaire a été suivie de campagnes d’analyse dans les rejets des principaux industriels pour rechercher 132 substances,
(programmes pilotés par les DRIRE).

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Page 43

■ Directive 2000/60/CE du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau (dite «Directive Cadre») et la décision du 20 novembre
2001 (Cf. § 3 p.48). Une circulaire du 4 février 2002 précise les actions à mener pour la prise
en compte des préconisations de la Directive Cadre relatives aux 33 substances considérées
comme prioritaires (article 16, annexe X).

■ Installations classées pour la protection de l’environnement
Le régime des installations classées concerne les usines, ateliers, chantiers et toutes installations
exploitées qui peuvent présenter des dangers ou des inconvénients soit pour la commodité du
voisinage, soit pour la santé, la sécurité, la salubrité publique, soit pour l'agriculture, soit pour la protection de la nature et de l'environnement, soit pour la conservation des sites et des monuments.
Ces installations sont soumises, au regard de la loi, à un régime de déclaration ou d'autorisation
en fonction de seuils d'émissions fixes. Ces textes déterminent également les prescriptions techniques applicables aux installations classées soumises à autorisation préfectorale (règles d'éloignement par rapport à d'autres usages, au lit mineur, mode de traitement à utiliser, valeur limite
des rejets…). En particulier, chaque installation soumise à autorisation préfectorale doit respecter un certain nombre de prescriptions minimales fixées par arrêtés ministériels (le préfet pouvant décider d’édicter des normes plus sévères dans l’arrêté préfectoral d’autorisation). Ces arrêtés ministériels, dont certains sont spécifiques à une activité donnée, reprennent les prescriptions
édictées par les directives européennes mentionnées ci-dessus.
La loi du 19 juillet 1976, refondue aujourd’hui dans la partie législative du nouveau Code de
l’Environnement, et son décret d’application du 21 septembre 1977 s’inscrivent dans la continuité
des textes de 1810 et 1917.
Depuis, la réglementation issue de la loi de 1976 continue à régir de larges aspects de l’intervention des pouvoirs publics à l’égard de la protection de l’environnement, après de multiples rénovations qui n’ont aucunement bouleversé ses principes de base. L’approche, dite “intégrée”, retenue au niveau communautaire dans le cadre de la directive IPPC du 24 septembre 1996, s’en inspire d’ailleurs fortement. L’articulation de la loi 1976 et d’autres législations “satellites” (déchets,
eau, risques industriels...) illustre également le rôle fédérateur qui lui est aujourd’hui dévolu dans
la hiérarchie des textes.
La prévention de la pollution de l’eau due aux installations classées est un volet particulier de l’approche intégrée des risques, des pollutions et des nuisances, au sens de la directive 96/61/CE du
24 septembre 1996, dite «IPPC».
De nombreux textes réglementaires d’origine communautaire ou nationale encadrent les usages
de la ressource en eau. En ce qui concerne la pollution des eaux d’origine industrielle, les règles
applicables sont exclusivement fixées dans le cadre de la législation sur les installations classées.
Des modifications sont proposées au Code de l’environnement pour rendre la mise en œuvre de
la police de l’eau plus efficace, comme par exemple la prise en compte des effets cumulés de plusieurs installations sur la même unité hydrographique, la possibilité pour l’autorité compétente de
s’opposer à des opérations soumises à déclaration et susceptibles de porter gravement atteinte
à l’environnement, le renforcement du pouvoir des préfets en matière de sanction administrative
et de consignation, la définition des conditions de remise en état d’installations abandonnées et
l’accès aux locaux des agents commissionnés pour la recherche et le constat d’infractions à la
police de l’eau.
L’article L. 211-1 du Code de l’environnement vise une gestion équilibrée de la ressource en eau,
pour assurer notamment la préservation des écosystèmes aquatiques, la protection des eaux et
la lutte contre toute pollution par tout fait susceptible de provoquer ou d’accroître la

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La prise en compte des toxiques par la réglementation

dégradation des eaux, la restauration de la qualité des eaux et la protection de la ressource. Ces
objectifs doivent être pris en considération dans le cadre de la législation des installations classées. L’article L. 214-8 de ce code prévoit en effet que, au plan des procédures, les installations
classées ne relèvent que du décret du 21 septembre 1977.
La réglementation des rejets aqueux des installations classées vise à :
■ réduire au maximum les émissions de polluants par la mise en place de procédés de fabrication
alternatifs permettant de réduire la consommation d’eau, de la recycler, d’utiliser les circuits fermés,
■ traiter les effluents afin de rendre les rejets compatibles avec la sensibilité du milieu récepteur
(débit d’étiage, bio-diversité, capacité auto-épuratrice…),
■ intégrer les effets induits des traitements de l’eau et notamment éviter les transferts d’un rejet
aqueux vers un rejet atmosphérique
■ suivre la qualité des rejets et leur impact sur le milieu (prélèvements à l’amont et l’aval des
points de rejet),
■ réduire également le risque de pollution accidentelle par la mise en place de rétentions sous
stockage, de bassins de confinement d’eaux potentiellement polluées et l’interdiction des systèmes de refroidissement en circuit ouvert.

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

In fine, l’élaboration des prescriptions applicables tient compte du respect des dispositions nationales, des meilleures techniques disponibles et des orientations du SDAGE. En particulier, les
valeurs limites d’émission contenues dans les arrêtés ministériels résultent d’un compromis qui
intègre les performances des meilleures techniques disponibles à un moment donné. La prise en
considération des impératifs de protection d’un milieu récepteur peut donc conduire l’Inspection
à imposer des prescriptions techniques localement plus contraignantes.

44

■ L’arrêté ministériel du 2 février 1998
L’arrêté du 2 février 1998 relatif aux prélèvements et à la consommation d’eau ainsi qu’aux rejets
de toute nature des installations classées soumises à autorisation transpose en droit français les
dispositions communautaires relatives aux rejets industriels, en particulier celles qui concernent
la pollution causée par certaines substances dangereuses déversées dans le milieu aquatique. Il
s’applique à toutes les installations classées soumises à autorisation, à l’exception de celles qui
relèvent des catégories explicitement indiquées dans son article 1er.
■ Les autres arrêtés ministériels
Les arrêtés ministériels relatifs aux secteurs exclus de l’arrêté du 2 février 1998 comprennent
également des dispositions intéressant les milieux aquatiques :
■ le traitement de surface (arrêté du 26 septembre 1985),
■ l’incinération de résidus urbains (arrêté du 25 janvier 1991),
■ l’incinération de déchets industriels (arrêté du 10 octobre 1996),
■ les cimenteries (arrêté du 3 mai 1993),
■ l’industrie du verre (arrêté du 14 mai 1993),
■ l’industrie papetière (arrêté du 3 avril 2000).

1.2g Les rejets des stations d'épuration urbaines
Pour les stations d'épuration (STEP), la législation touche aussi bien la collecte et le traitement
des eaux usées que les sous-produits d'épuration.
En ce qui concerne la collecte, le raccordement d’effluents non domestiques au réseau d’assainissement collectif doit être autorisé par le propriétaire de ce réseau (une commune ou un groupement de communes - syndicat, communauté urbaine, communauté d’agglomération…) le plus
souvent). Des règles ont été fixées par différents textes réglementaires sur les conditions que

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doivent impérativement respecter les effluents pour pouvoir être acceptés dans un réseau d’assainissement collectif. Il est à noter qu'indépendamment de ces règles qui ont trait aux caractéristiques qualitatives et quantitatives des effluents pour garantir un traitement efficace, le propriétaire du réseau a la possibilité de fixer lui même des conditions complémentaires, par exemple
dans le cadre d’une convention de raccordement passée avec l’industriel.
Les stations d'épuration sont, comme les industriels, soumises à un régime d'autorisation ou de
déclaration en fonction du flux polluant journalier ou de la capacité de traitement journalière. Des
objectifs de réduction des flux de substances polluantes, ainsi que les moyens d'analyses, de
mesures, de contrôle de l'ouvrage et les moyens de surveiller leurs effets sur l'eau et les milieux
aquatiques sont prévus par les textes réglementaires.
Pour les sous-produits d'épuration, les textes fixent les teneurs limites en éléments traces dans
les boues à épandre avec des modalités d'échantillonnage et d'analyses des boues, les distances
d'isolement et les délais de réalisation des épandages.
Article L 35-8 du code la santé publique
Directive du 21 mai 1991 relative au traitement des eaux résiduaires urbaines
■ Loi sur l’eau du 3 janvier 1992
■ Décret du 29 mars 1993 concernant la police des eaux
■ Décret du 3 juin 1994 relatif à la collecte et au traitement des eaux usées
■ Arrêté ministériel du 22 décembre 1994 relatif à la surveillance des ouvrages de collecte et de
traitement des eaux usées
■ Arrêté du 8 janvier 1998 relatif aux techniques applicables aux épandages de boues sur les sols
agricoles.



1.3g Les déchets
La politique française des déchets est pour l’essentiel dérivée des directives transcrites en droit
national et des règlements communautaires, applicables de droit. La loi du 15 juillet 1975, aujourd’hui intégrée au Code de l’environnement, transcrit la directive également datée du 15 juillet
1975. Elle a fixé les grands principes de la gestion des déchets :
■ principe de responsabilité : toute personne qui produit ou détient des déchets est tenue d’en
assurer l’élimination dans des conditions propres à éviter les effets préjudiciables à l’environnement.
■ Droit à l’information : toute personne a droit à l’information sur les effets pour la santé et
l’environnement du ramassage, du transport, du traitement et du stockage des déchets, ainsi que
toutes les mesures prises pour prévenir ou compenser ces effets.
■ Planification : les communes et leurs groupements assurent l’élimination des déchets ménagers et assimilés dans le cadre de plans départementaux ou interdépartementaux. Des plans
régionaux ou nationaux organisent les conditions d’élimination des déchets industriels.
Une évolution importante a été introduite par la loi du 13 juillet 1992. Ses objectifs sont :
■ de produire moins de déchets (en s’appuyant sur les études déchets),
■ de valoriser plus (en favorisant les actions de tri),
■ d’éliminer mieux, en respectant l’environnement,
■ de limiter la mise en décharge aux seuls déchets ultimes, à partir du 1er juillet 2002,
■ de limiter les transferts et transports de déchets (principe de proximité).
Outre la réduction «à la source» des déchets produits, un effort doit être fait pour les valoriser
au mieux. L’idée, adoptée de longue date au niveau européen, est de faire participer à la valorisation (qui est parfois coûteuse) tous les acteurs ; du concepteur au consommateur final, en passant
par les distributeurs, les pratiques sont réglementées (tri à la source, obligation de traitement…).

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La prise en compte des toxiques par la réglementation

Le premier décret «filière» a été adopté en 1979 : il concernait la collecte et l’élimination des
huiles usagées, déchets alors à l’origine d’une pollution particulièrement préoccupante des
milieux naturels.
Le décret «PCB» du 2 février 1987 a été modifié en janvier 2001 pour planifier la suppression en
Europe, d’ici 2010, des huiles contenant des PCB.
Le décret «emballage» du 1er avril 1992 oblige conditionneurs, producteurs, importateurs de produits à destination des ménages, à pourvoir eux-mêmes ou à contribuer à la valorisation des
emballages ménagers.
Un décret du 13 juillet 1994 limite l’élimination, pour les emballages autres que ceux produits par
les ménages, à la valorisation par réemploi, le recyclage ou la récupération d’énergie.
Un décret du 12 mai 1999 «piles et accumulateurs», déchets très polluants, organise la collecte.
Les filières et leur financement se mettent actuellement en place. Ce décret interdit la mise sur
le marché de piles et accumulateurs contenant du mercure (sauf les cas où la pile peut être enlevée aisément en fin de vie de l’appareil).
D’autres produits, dont les déchets posent de réels problèmes d’élimination, seront réglementés
ainsi : un projet de décret est en préparation pour les pneumatiques.
Par ailleurs, une directive européenne du 18 septembre 2000 réglemente la gestion des véhicules
usagés. Des projets de texte sont en cours, au niveau européen et au ministère chargé de l’environnement, pour les produits électriques et électroniques, les plastiques agricoles, les journaux
gratuits, les prospectus.

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

1.4g Les sites et sols pollués ou potentiellement pollués

46

■ Qu’est-ce qu’un site pollué ?
On considère, en France, qu’un site pollué est «un site qui, du fait d’anciens dépôts de déchets ou
d’infiltration de substances polluantes, présente une pollution susceptible de provoquer une nuisance ou un risque pérenne pour les personnes ou l’environnement» . L’origine de ces pollutions
peut être attribuée à des épandages fortuits ou accidentels, à des retombées au sol de polluants
atmosphériques ou à d’anciennes pratiques d’élimination des déchets.
■ Le cadre réglementaire
La gestion des sites et sols pollués s’effectue en règle générale dans le cadre de la législation sur
les installations classées et de la législation sur les déchets. Plusieurs circulaires ont précisé la
démarche à appliquer, présentée plus loin :
■ la circulaire du 3 décembre 1993 relative à la politique de réhabilitation et de traitement des
sites et sols pollués,
■ les circulaires des 3 et 18 avril 1996 relatives à la réalisation de diagnostics initiaux et d’évaluations simplifiées des risques,
■ la circulaire du 10 décembre 1999 relative aux principes de fixation des objectifs de réhabilitation.
■ Les axes d’intervention : un parcours en 3 étapes.
La politique nationale en matière de sites et sols pollués repose sur trois principes :
■ une démarche de prévention des pollutions futures,
■ une connaissance des risques potentiels aussi complète que possible et accessible au plus grand
nombre,
■ un traitement adapté à l’impact potentiel effectif du site sur l’environnement pour un usage donné.

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1.5g Les rejets radioactifs
Du fait de leur persistance dans l'environnement très élevée, et de leurs effets toxiques très graves,
l'utilisation de radioéléments est soumise à des législations et des réglementations spécifiques.
Les établissements qui utilisent des sources radioactives sont soumis à autorisation délivrée par
le ministère de la santé. Celui-ci fixe les valeurs limites de rejets, les autocontrôles des effluents...
Pour les hôpitaux, les activités de diagnostic et/ou curatives sont strictement réglementées. Les
rejets des stations d'épuration des grandes agglomérations sont surveillés par l'Institut de
Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN). Les rejets des établissements industriels sont surveillés par la DRIRE comme les autres ICPE.
■ Arrêté du 30 octobre 1981 : réglemente l'emploi des radioéléments artificiels utilisés à des fins
médicales
■ Circulaire du 9 juillet 2001 : relative à la gestion des effluents et des déchets d'activités de soins
contaminés par les radionucléides.

2

Directeur d'Aménagement et de Gestion
. Schéma
des Eaux Rhône-Méditerranée-Corse (SDAGE)
Le SDAGE Rhône-Méditerranée-Corse a été adopté par le Comité de Bassin et approuvé par le
préfet coordonnateur de bassin le 20 décembre 1996. Il représente le cadre de référence pour
la politique de l'eau dans le bassin pour les 4 à 9 ans à venir. Son élaboration s'est appuyée sur
une double approche :
■ une approche géographique permettant d'identifier les principaux problèmes des sous-bassins
et les évolutions prévisibles et souhaitables,
■ une approche thématique permettant d'approfondir la connaissance et les orientations relatives
à la préservation des milieux, la gestion qualitative et quantitative de la ressource, la maîtrise des
risques, la gestion des grands aménagements hydrauliques, etc.
Le SDAGE définit en particulier :
■ 10 orientations fondamentales de la gestion équilibrée de la ressource en eau dans le bassin.
Parmi celles-ci, la première impose de «poursuivre toujours et encore la lutte contre la pollution». Les micropolluants toxiques constituent l'une de ces priorités : la lutte contre ce type de
pollution doit être permanente et poussée au maximum, en fonction des limites techniques et
économiques, par diminution systématique des apports dans tous les milieux. L'objectif est une
diminution globale de moitié, sur dix ans de la toxicité des rejets sur l'ensemble du bassin.
des objectifs structurants de reconquête des milieux, à mettre en œuvre pour améliorer notablement la gestion de l'eau au niveau du bassin : sur une trentaine de milieux considérés comme
plus influencés (Cf. carte page 57), l'objectif du SDAGE est une diminution d'au moins 50 % des
sources de micropolluants (rejets, rémanences...) dont les concentrations dans le milieu sont
anormalement élevées.


Réglementairement, le SDAGE est opposable à l'administration uniquement (Etat, collectivités
locales et établissements publics). Les décisions de l'administration dans le domaine de l'eau doivent être compatibles ou rendues compatibles avec le SDAGE (arrêté de rejet ICPE par exemple).
Les autres décisions administratives (ex. : décisions d’occupation des sols) doivent prendre en
compte les orientations du SDAGE.

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3

La prise en compte des toxiques par la réglementation

. Directive cadre et substances prioritaires
L'objet de cette directive 2000/60/CE du 23 octobre 2000 est d'établir un cadre européen pour
la protection des eaux qui :
■ préserve et améliore l'état des écosystèmes aquatiques et prévienne toute dégradation
supplémentaire,
■ promeut une utilisation durable de l'eau, fondée sur la protection à long terme des ressources,
■ renforce et améliore la protection de l'environnement aquatique.
L'article 16 de la Directive Cadre Européenne présente les stratégies de lutte contre la pollution
de l'eau par des substances toxiques. Selon cet article, le Parlement Européen et le Conseil doivent adopter des mesures spécifiques contre la pollution de l'eau par certains polluants
ou groupes de polluants.Tel est l’objet de la décision du 20 novembre 2001 qui identifie au total
33 polluants ou groupes de polluants présentant un risque significatif pour ou via l'environnement
aquatique, notamment des risques auxquels sont exposées les eaux utilisées pour le captage d'eau
potables.
■ La Commission soumet une proposition fixant une liste de substances prioritaires (article
16-2). Ce sont des polluants ou groupes de polluants présentant un risque significatif pour ou via
l'environnement aquatique, pour lesquels les objectifs sont de réduire progressivement les
rejets, les émissions et les pertes dans un délai de 20 ans.

La Commission indique également les substances dangereuses prioritaires (article 16-3).
Ce sont des substances ou groupes de substances qui sont toxiques, persistantes et bioaccumulables, pour lesquelles les objectifs sont d'arrêter ou de supprimer progressivement les rejets
et les pertes, dans un délai de 20 ans.


Le statut des 14 autres substances prioritaires est actuellement en examen, il sera revu fin
décembre 2002.
Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base



48

Substances dangereuses
prioritaires

Substances prioritaires

Objectif :
arrêt ou suppression
progressive des rejets,
émissions et pertes d’ici 2020

Objectif :
réduction progressive des
rejets, émissions et pertes
d’ici 2020 de manière
à respecter des normes
de qualité environnementales
alachlore
benzène
chlorfenvinphos
1,2 dichloroéthane
dichloro-méthane
fluoranthène
nickel et ses composés
trichlorométhane (chloroforme)

diphényléther bromé
cadmium et ses composés
C10-13 chloroalcanes
hexachlorobenzène
hexachlorobutadiène
hexachlorocyclohexane
mercure et ses composés
nonylphénols
pentachlorobenzène
hydrocarbures aromatiques
polycycliques (HAP)
composés du tributylétain

Substances prioritaires
en examen pour un éventuel
classement «dangereuses
prioritaires»

anthracène
atrazine
chlorpyrifos
di(2-éthylhexyl)phtalate (dehp)
diuron
endosulfan
isoproturon
plomb et ses composés
naphthalène
octylphénols
pentachlorophénol
simazine
trichlorobenzène
trifluraline.

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Nom de la substance prioritaire
Alachlore
Anthracène
Atrazine
Benzène
Diphényléthers bromés (**)
pentabromodiphénylether
Cadmium et ses composés
C10-13-Chloroalcanes (**)
Chlorfenvinphos
Chlorpyriphos
1,2-dichloroéthane
Dichlorométhane
Di(2-éthylhexyl)phtalate
Diuron
Endosulfan
(alpha-endosulfan)
Fluoranthène
Hexachlorobenzène
Hexachlorobutadiène
Hexachlorocyclohexane
(gamma-isomère, Lindane)
Isoproturon
Plomb et ses composés
Mercure et ses composés
Naphthalène
Nickel et ses composés
Nonylphénols
(4-(para)-nonylphénol)
Octylphénols
(para-tert-octylphénol)
Pentachlorobenzène
Pentachlorophénol
Hydrocabures aromatiques
polycycliques (HAP)
(Benzo(a)pyrène),
(Benzo(b)fluoranthène),
Benzo(g,h,i)perylène),
(Benzo(k)fluoranthène),
(Indeno(1,2,3-cd)pyrène)
Simazine
Composés du tributylétain
(Tributylétain-cation)
Trichlorobenzènes
(1,2,4-Trichlorobenzène)
Trichlorométhane
(Chloroforme)
Trifluraline

Usage
Herbicide (mais, soja ) - 45 spécialités homologuées en F
Hydrocabure aromatique polycyclique - Synthèse chimique traitement du bois, produits d'étanchéïté
Herbicide (asperge, igname, mais,sorgho ) - 73 spécialités homologuées en F
solvant - dérivés(90%) : éthylbenzène (➞polystyrène), cumène (phénols ➞résines et fibres),
cyclohexane (➞nylon pneus…), nitrobenzène (➞polyuréthane, aniline)
Retardateur de flamme (penta-BDPE), additifs pour plastiques (Octa- et déca-)
batteries, pigments.traitement de surface,stabilisateur (PCV), alliage
fluide de coupe, peinture et adhésif, retardateur de flamme textile et caoutchouc, cuir
Insecticide - 10 spécialités homologuées en F
Insecticide - 31 (ethyl) + 11 (methyl) spécialités homologuées en F - ethyl : vigne,
arboriculture, légumes, divers (termites, serres) - methyl : vignes, céréales, autres
solvant - 95% pour la production de PVC. Également amines, trichloéthylène, perchoréthyléne, peintures
et encres, plastiques, polymères.
solvant - peintures, plastiques adhésifs, solvants pour la production de cellulose et polycaronate,
solvants en pharmacie et extraction de café, expansion de polyuréthane
97% comme plastifiant (essentiellement PVC souple). Adhésifs, peintures et laques, encres et (DEHP)
condensateurs.
Herbicide - 284 spécialités homologuées en F - vigne, arboriculture, traitements généraux
Insecticide -14 spécialités homologuées en F - arboriculture, légumes, céréales, jardin
Hydrocabure aromatique polycyclique
Anciennement fongicide, intermédiaire chimique de synthèse , industrie de l'Al
solvant - anciennement pour caoutchouc et autres polymères, industrie de l'Aluminium, fongicide
Insecticide, traitement du bois, du bétail ; intermédiaire chimique
Herbicide - 64 spécialités homologuées en F - blé, orge, seigle
batteries, produits plats (toiture, protection contre les radiations), stabilisateurs, céramique et écrans,
cartouches,
Batteries et piles (25%) industrie du Chlore (28%), électronique et mesure (16%) peinture (10%),
amalgame (7%) thermomètre… (14%)
Hydrocabure aromatique polycyclique - industries des colorants, composant des produits
de traitement du bois (creosote), antimite domestique
Acier (57%), alliage non ferreux (16%), alliage ferreux (11%) TS (7%), fonderies (4%), batteries
et catalyseurs (4%)
adjuvant - intermédiaires pour résines et additifs (30%), détergent industriels, émulsion
polymerisation, cuir et textiles, agrochimie
essentiellement Octylphénols éthoxylates (comme nonylphénols) mais des usages différents
non produit - Intermédiaire pour le production du fongicide qintozene (pentachloronitrobenzene)
Utilité pour la protection du bois et de textile contre les champignons et bactéries.
Dérogation finie en 2008
non produit intentionnellement : gaz d'échappement d'automobiles ; fumées unités thermiques
industrielles (sidérurgie, cokéfaction, utilisation de goudrons...) - pas d'usage direct

Guide technique numéro 7

PARTIE 4

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Herbicide - 47 spécialités homologuées en F - vigne, arboriculture, forêt, jardin
Peintures essentiellement usage anciens en traitement du bois
solvant - intermédiaire pour la production d'herbicides, pigments et colorants, lubrifiants et additifs
solvant - intermédiaire chimique, pharmacie, chimie (95%)
Herbicide - 42 spécialités homologuées en F - céréales, arboriculture, pépinières, jardin

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PARTIE 4 .

La prise en compte des toxiques par la réglementation

Contamination par certaines substances prioritaires et dangereuses prioritaires
des milieux particulièrement atteints par la pollution toxique du bassin RMC
Exploitation à partir de données RNB
Micropolluants organiques
% de stations où la substance est détectée au moins une fois
100

Substance
dangereuse
prioritaire
Substance
prioritaire

80
60

Substance
en examen
("statut"
à préciser)

40

Chloroforme

Dichloroéthane

Dichlorométhane

Benzène

Fluoranthène

Trichlorobenzènes

Pentachlorophénol

Naphtalène

Anthracène

Hexachlorobenzène

HAPliste mini

HAPtotaux

0

Hexachlorobutadiène

20

Micropolluants minéraux
% de stations où la substance est détectée au moins une fois

100

Substance
dangereuse
prioritaire

Pollution toxique et écotoxicologie : notions de base

80

50

Substance
prioritaire

60

Substance
en examen
("statut"
à préciser)

40

20

0
Cadmium

Mercure

Plomb

Nickel


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